FR2826125A1

FR2826125A1 - Procede et dispositif de controle de l'etat de charge d'un batterie, en particulier une batterie rechargeable pour un telephone mobile cellulaire

Info

Publication number: FR2826125A1
Application number: FR0108053A
Authority: FR
Inventors: Jerome Nebon; Louis Tallaron
Original assignee: STMicroelectronics SA
Current assignee: STMicroelectronics SA
Priority date: 2001-06-19
Filing date: 2001-06-19
Publication date: 2002-12-20
Anticipated expiration: 2021-06-19
Also published as: FR2826125B1; US20030011372A1; US6680615B2

Abstract

On mesure la quantité de charge traversant une résistance de mesure connectée sur la batterie en intégrant de façon analogique un courant global Ig égal à la somme du courant de résistance lin et d'un courant de référence capable de prendre sélectivement deux valeurs opposées +Iref et -Iref.On compare les résultats de l'intégration avec une tension de référence et on sélectionne la valeur +Iref ou -Iref en fonction de chaque résultat de comparaison. Le nombre de fois où l'on a sélectionné +Iref fournit une indication de ladite quantité de charge pendant ladite durée d'intégration.

Description

Procédé et dispositif de contrôle de l'état de charge d'une batterie, en particulier une batterie rechargeable pour un téléphone mobile cellulaire
L'invention concerne le contrôle de l'état de charge d'un moyen d'alimentation en particulier rechargeable.

Elle s'applique notamment mais non exclusivement au domaine des appareils fonctionnant avec un tel moyen d'alimentation rechargeable, en particulier les téléphones mobiles cellulaires, de façon à permettre notamment la détermination à tout instant de la durée opérationnelle restante du moyen d'alimentation.

Pour contrôler l'état de charge d'une batterie, et par conséquent pouvoir déterminer éventuellement la durée opérationnelle restante de cette batterie, on mesure la quantité de charge traversant une résistance connectée en série avec la batterie. Une solution actuellement utilisée consiste à connecter un convertisseur tensionfréquence aux bornes de la résistance. Cependant, pour que l'énergie consommée dans la résistance soit la plus faible possible afin de ne pas gêner la mesure de la quantité de charge, il faut prendre une valeur de résistance suffisamment faible. Ceci nécessite alors d'utiliser un convertisseur de grande précision. Mais, même dans ce cas, la tension de décalage (offset) du convertisseur peut s'avérer gênante et conduire à une information fausse.

Par ailleurs, un tel convertisseur présente une sensibilité vis-àvis de la tension d'alimentation. Il en résulte notamment une variation du gain du convertisseur avec une variation de la tension d'alimentation.

Une autre solution consiste à utiliser un convertisseur classique du type delta-sigma. Un tel convertisseur s'avère très précis à condition d'utiliser une fréquence d'échantillonnage suffisamment importante. Cependant, ceci contribue à augmenter la consommation de courant de l'appareil. Pour remédier à cet inconvénient, on peut

baisser la fréquence d'échantillonnage, mais on risque alors de perdre de l'information.

L'invention vise à apporter une solution à ces problèmes.

Un but de l'invention est de proposer un contrôle de l'état de charge qui minimise voire ne souffre d'aucune perte d'information et qui présente une faible consommation de courant.

Un autre but de l'invention est de proposer un tel dispositif de contrôle qui permette de s'affranchir des variations de la tension d'alimentation.

L'invention propose donc un procédé de contrôle de l'état de charge d'un moyen d'alimentation, en particulier une batterie rechargeable, comportant une mesure de la quantité de charge traversant une résistance connectée en série avec le moyen d'alimentation.

Selon une caractéristique générale de l'invention, la mesure de la quantité de charge comporte : - une intégration analogique sur une durée d'intégration prédéterminée, d'un courant global égal à la somme d'un courant dit de résistance représentatif de celui traversant ladite résistance, et d'un courant de référence prédéterminé capable de prendre sélectivement deux valeurs opposées qui sont supérieures en valeur absolue à la valeur du courant de résistance, - des comparaisons successives au cours de ladite durée d'intégration, des résultats successifs correspondants de ladite intégration avec une référence de comparaison, par exemple une tension nulle, - des sélections successives de l'une ou l'autre des deux valeurs opposées du courant de référence en fonction des résultats successifs des comparaisons, et - une comptabilisation sur ladite durée d'intégration, du nombre de fois où l'une des deux valeurs opposées a été sélectionnée, par exemple le nombre de fois où la valeur positive du courant de référence a été sélectionnée, le

résultat de cette comptabilisation étant représentatif de ladite quantité de charge.

Selon un mode de mis en #uvre du procédé, l'étape de comptabilisation comporte l'incrémentation d'un compteur à chaque fois que ladite valeur en question a été sélectionnée (par exemple la valeur positive du courant de référence) et la non-incrémentation du compteur à chaque fois que la valeur opposée (par exemple la valeur négative du courant de référence) est sélectionnée. On soustrait alors à la valeur du compteur la moitié de la valeur de la durée d'intégration, le résultat de cette soustraction fournissant une valeur représentative de ladite quantité de charge.

Le résultat de cette soustraction peut être simplement obtenu en complémentant à 2 le contenu du compteur, ce complément à 2 étant obtenu en inversant la valeur binaire du bit de poids fort de la valeur du compteur.

Selon un mode de mis en oeuvre du procédé applicable à une mesure différentielle du courant traversant la résistance, la phase d'intégration comporte une inversion de polarité de la mesure différentielle à la moitié de la durée de l'intégration et une poursuite de l'intégration pendant la seconde moitié de la durée d'intégration avec la polarité ainsi inversée. Par ailleurs, lors de l'inversion de polarité, on inverse également les valeurs des résultats de comparaison. Une telle mise en #uvre permet, lorsque l'intégration est réalisée par un amplificateur opérationnel, de compenser la tension de décalage (offset) de cet amplificateur opérationnel.

On peut également déterminer à un instant donné la durée opérationnelle restante du moyen d'alimentation à partir de l'accumulation à cet instant, des quantités de charge mesurées pendant des durées d'intégration successives, et d'une estimation de la consommation de courant à cet instant donné.

Le résultat de ladite comptabilisation sur un nombre prédéterminé de durées d'intégration précédentes fournit par exemple une estimation de cette consommation de courant.

L'invention a également pour objet un dispositif de contrôle de l'état de charge d'un moyen d'alimentation, comportant une résistance connectée en série avec le moyen d'alimentation et des moyens de mesure connectés aux bornes de la résistance et aptes à mesurer la quantité de charge traversant ladite résistance.

Selon une caractéristique générale de l'invention, les moyens de mesure comportent : - une interface d'entrée connectée aux bornes de la résistance et délivrant un courant de résistance, - une interface de référence délivrant un courant de référence prédéterminé capable de prendre sélectivement deux valeurs opposées supérieures en valeur absolue à la valeur du courant de résistance, - des moyens d'élaboration aptes à élaborer une durée d'intégration prédéterminée, - des moyens analogiques d'intégration aptes à effectuer une intégration sur ladite durée d'intégration, d'un courant global égal à la somme du courant de résistance et du courant de référence, - des moyens de comparaison aptes à effectuer des comparaisons successives au cours de ladite durée d'intégration, des résultats successifs correspondants de ladite intégration avec une référence de comparaison, - des moyens de sélection aptes à sélectionner successivement l'une ou l'autre des deux valeurs opposées du courant de référence en fonction des résultats successifs desdites comparaisons, et - des moyens de comptage aptes à comptabiliser sur ladite durée d'intégration, le nombre de fois où l'une des deux valeurs opposées a été sélectionnée, le résultat de cette comptabilisation étant représentatif de ladite quantité de charge.

Selon un mode de réalisation de l'invention, les moyens d'intégration comportent un amplificateur opérationnel contre-

réactionné par un condensateur, recevant ledit courant global et effectuant une intégration analogique continue du courant global. Les moyens d'élaboration comportent un premier compteur s'incrémentant au rythme d'un signal d'horloge jusqu'à une valeur maximale de comptage correspondant à ladite durée d'intégration, et, les moyens de comparaison comportent un comparateur analogique suivi d'une bascule cadencée par ledit signal d'horloge.

Selon un mode de réalisation de l'invention, les moyens de comptage comportent un deuxième compteur incrémenté à chaque fois que ladite valeur en question a été sélectionnée, et non-incrémentée à chaque fois que la valeur opposée est sélectionnée. Les moyens de comptage comportent par ailleurs des moyens aptes à soustraire à la valeur du deuxième compteur la moitié de la valeur maximale de comptage du premier compteur, le résultat de cette soustraction fournissant une valeur représentative de ladite quantité de charge.

Les moyens de soustraction comportent avantageusement un inverseur connecté sur la sortie du deuxième compteur délivrant le bit de poids fort. Le premier compteur et le deuxième compteur sont avantageusement des compteurs asynchrones c'est-à-dire dont toutes les bascules internes ne commutent pas toutes en même temps. Ceci permet d'obtenir une consommation très faible pour ces compteurs.

Le dispositif selon l'invention comprend avantageusement : - un bloc analogique comportant l'interface d'entrée, l'interface de référence, les moyens d'intégration et une partie des moyens de comparaison et de sélection, et - un bloc numérique comportant les moyens d'élaboration de la durée d'intégration, l'autre partie des moyens de comparaison et de sélection, et les moyens de comptage.

Le bloc analogique possède avantageusement une structure différentielle ce qui permet de s'affranchir des capacités parasites et par conséquent des effets des variations de la tension d'alimentation.

Dans une structure différentielle, l'interface d'entrée comporte une entrée différentielle formée de deux bornes. Il est alors

particulièrement avantageux que les moyens de mesure comportent en outre des moyens de hâchage ("chopper" en langue anglaise) aptes à inverser les deux bornes à la moitié de la durée d'intégration, l'intégration se poursuivant pendant la seconde moitié de la durée d'intégration avec les deux bornes ainsi inversées, et à inverser le signal de sortie du comparateur lors de la seconde moitié de la durée d'intégration.

Un tel mode de réalisation permet de compenser l'offset de l'amplificateur opérationnel formant l'intégrateur.

Les moyens de hâchage comportent par exemple un inverseur connecté sur les deux bornes de l'interface d'entrée, cet inverseur étant commandable par la valeur du bit de poids fort du premier compteur (c'est-à-dire le compteur qui détermine la durée d'intégration).

Les moyens de hâchage comportent par ailleurs une porte logique OU EXCLUSIF dont une première entrée est connectée sur la sortie du bit de poids fort du premier compteur, dont la deuxième entrée est connectée à la sortie des moyens de comparaison, et dont la sortie est connectée à une entrée du deuxième compteur commandant l'incrémentation ou la non-incrémentation de ce deuxième compteur.

Cette porte logique OU EXCLUSIF permet d'inverser la sortie du comparateur dans la seconde moitié de la durée d'intégration.

Afin d'estimer la durée opérationnelle restante du moyen d'alimentation, le dispositif comporte avantageusement un registre d'accumulation apte à accumuler les résultats successifs de comptabilisation. Des moyens estiment alors la durée opérationnelle restante du moyen d'alimentation à partir du contenu du registre d'accumulation et d'un nombre prédéterminé de résultats de comptabilisation précédents.

L'invention a également pour objet un appareil fonctionnant avec un moyen d'alimentation rechargeable, en particulier un téléphone mobile cellulaire, incorporant un dispositif de contrôle de charge tel que celui défini ci-avant.

D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée de mode de mise en

#uvre et de réalisation, nullement limitatif et des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 illustre très schématiquement un téléphone mobile cellulaire comportant un dispositif de contrôle de charge selon l'invention, - la figure 2 illustre schématiquement le principe de fonctionnement du bloc analogique d'un dispositif de contrôle de charge selon l'invention, - la figure 3 illustre plus en détails mais toujours schématiquement un mode de réalisation d'un bloc analogique à structure différentielle, d'un dispositif selon l'invention, - la figure 4 illustre schématiquement l'architecture interne d'un bloc numérique d'un dispositif selon l'invention, - la figure 5 illustre schématiquement une comptabilisation de la quantité de charge sur une durée d'intégration, - la figure 6 est un chronogramme temporel illustrant un mode de mise en #uvre du procédé selon l'invention, et - la figure 7 illustre schématiquement des moyens permettant d'estimer la durée opérationnelle restante du moyen d'alimentation.

Sur la figure 1, la référence TP désigne un téléphone mobile cellulaire comportant un ensemble de composants électroniques BLE alimentés par une batterie rechargeable BT.

Pour contrôler l'état de charge de la batterie BT, on mesure, à l'aide de moyens de mesure MMS, la quantité de charge traversant une résistance RM connectée en série avec la batterie.

Comme on le verra plus en détails ci-après, ces moyens de mesure comportent un bloc analogique BAN et un bloc numérique BNM.

Comme illustré sur la figure 2, un courant dit global Ig, égal à la somme d'un courant lin représentatif du courant traversant la résistance RM, et d'un courant de référence pouvant prendre deux

valeurs opposées-Iref +Iref, est continuellement intégré dans un intégrateur INT au cours d'une durée d'intégration Tc.

La tension de sortie de l'intégrateur est continuellement comparée à une référence de comparaison, ici par exemple une tension nulle, dans un comparateur analogique CMP. Le signal de sortie CMPO du comparateur est alors échantillonné dans une bascule B6 ("flipflop") au rythme d'un signal d'horloge CLK. La sortie de la bascule B6 fournit donc périodiquement, par exemple toutes les 30,5us les résultats des comparaisons successives au cours de la durée d'intégration, des résultats successifs correspondant de l'intégration avec la tension de référence.

Un commutateur, par exemple un multiplexeur MUX1 sélectionne alors successivement l'une ou l'autre des deux valeurs opposées-Iref, +Iref, du courant de référence en fonction des résultats successifs des comparaisons.

On va alors comptabiliser sur ladite durée d'intégration Tc (par exemple environ 250ms), le nombre de fois où l'une des deux valeurs opposées a été sélectionnée, par exemple le nombre de fois où la valeur +Iref a été sélectionnée. Cette comptabilisation va s'effectuer dans le bloc numérique BNM et le résultat de cette comptabilisation est représentatif de la quantité de charge qui a traversé la résistance pendant ladite durée d'intégration.

En effet, à la fin de chaque période du signal d'horloge, la tension de sortie Vc de l'intégrateur est comparée à la tension de référence, ici 0 volt. Si la tension Vc est positive, alors pour la période suivante, c'est la valeur +Iref qui est sélectionnée. Dans le cas contraire, c'est la valeur-Iref qui est sélectionnée.

La boucle tend alors à maintenir la tension Vc proche de la valeur de référence, c'est-à-dire proche de 0 volt. A cet égard, il est nécessaire que la valeur absolue du courant de référence soit supérieure à la valeur absolue du courant lin. La limite supérieure du courant Iref sera déterminée par l'homme du métier compte tenu des caractéristiques de l'intégrateur, et notamment de la valeur du condensateur qui fait partie de cet intégrateur.

Comme on le verra plus en détails ci-après, un compteur CPT2 s'incrémente de 1 à chaque fois que la valeur Iref est sélectionnée, et ne s'incrémente pas lorsque la valeur-Iref est sélectionnée. Après N périodes du signal d'horloge CLK, définissant la durée d'intégration, on note d la valeur du compteur CPT2.

Et, si l'on note D, la différence d-N/2, alors on montre que D est proportionnel à l'intégrale du courant lin sur la durée d'intégration, et par conséquent proportionnel à l'intégrale du courant ayant traversé la résistance de mesure RM. D fournit donc une image de la quantité de charge ayant traversé ladite résistance RM.

La figure 3 illustre plus en détails une réalisation différentielle du bloc analogique BAN.

Plus précisément, le bloc BAN comporte une interface d'entrée comportant ici deux bornes BPS et BMS respectivement connectées aux deux bornes de la résistance de mesure RM. L'interface d'entrée comporte par ailleurs deux résistances Rs. L'interface d'entrée délivre donc le courant lin qui est représentatif du courant traversant la résistance de mesure RM.

Le bloc analogique BAN comporte par ailleurs une interface de référence comportant une première borne connectée à la tension de référence Vref, et une deuxième borne connectée à la masse. Cette interface de référence comporte par ailleurs une résistance Rr délivrant le courant Iref.

Le multiplexeur MUX1 des moyens de sélection est ici connecté entre les deux bornes de l'interface de référence et est par conséquent capable d'inverser la connexion de ces deux bornes de façon à délivrer sélectivement les deux valeurs opposées du courant de référence, à savoir les valeurs +Iref et-Iref.

Le gain est fixé par le rapport des résistances Rs/Rr. Il est égal à Vref/ # Vinmaxl où Vinmax désigne la tension maximale aux bornes de la résistance de mesure.

Le rapport Rs/Rr doit être choisi de telle sorte que # Iref # > # Iin I. A titre d'exemple, on choisit un rapport Rr/Rs égal à 20, avec Rr égale à 4MQ et Rs égale à 200kQ.

Les bornes de sortie respectives des interfaces d'entrée et de référence sont reliées ensemble de telle sorte que le courant global Ig est égal à la somme du courant lin et du courant Iref.

L'intégrateur INT est formé ici d'un amplificateur opérationnel OPA contre-réactionné par un condensateur C. L'amplificateur opérationnel OPA possède une entrée de référence pour recevoir une tension de référence qui permet de fixer la tension de mode commun.

On peut choisir à cet égard comme tension de référence, la tension Vref.

La tension différentielle de sortie Vc de l'intégrateur est délivrée aux deux bornes d'entrée d'un comparateur analogique CMP.

De ce fait le comparateur compare la différence de tension Vc à ses deux bornes d'entrée avec la valeur 0. Le signal de sortie CMPO du comparateur CMP est ensuite délivré à l'entrée de la bascule B6 du bloc numérique BMN illustré sur la figure 4.

Dans ce mode de réalisation, la bascule B6 est commandée sur les fronts montants du signal NCLK, c'est-à-dire sur les fronts descendants du signal d'horloge CLK.

Le bloc numérique BNM comporte par ailleurs des moyens dits de hachage CHP dont on reviendra plus en détails ci-après sur la signification et la fonction. Ceci étant, ces moyens CHP, bien qu'avantageux, ne sont pas indispensables. On supposera dans un premier temps, qu'ils ne sont pas incorporés dans le bloc BNM. Dans ce cas, la sortie de la bascule B6 qui délivre le signal de sélection RFMX au multiplexeur MUX1, est également reliée directement à l'entrée d'incrémentation/ non-incrémentation CNC du compteur CPT2. Ce compteur CPT2 est cadencé par le signal d'horloge CLK. Il est par conséquent susceptible de s'incrémenter au rythme des fronts montants du signal d'horloge CLK en fonction de la valeur du signal RFMX à l'entrée CNC. Dans l'exemple décrit ici, si la différence de tension Vc est positive, alors au cours de la période suivante du signal d'horloge CLK, la résistance Rr sera connectée à +Vref. Si Vc est négatif, alors Rr sera connectée à -Vref (en d'autres termes, on

inversera les deux bornes d'entrée de l'interface de référence à l'aide du multiplexeur MUX1).

Dans ces conditions, le compteur CPT2 est incrémenté de 1 à chaque fois que la résistance Rr est connectée à -Vref et n'est pas incrémenté à chaque fois que la résistance Rr est connectée à +Vref.

On suppose par ailleurs dans l'exemple décrit ici, que le mot contenu dans le compteur CPT2 est un mot Q de 13 bits. Les 13 sorties de données du compteur CPT2 sont reliées aux 13 entrées d'un registre RG. Cependant, la sortie du bit de poids fort du mot contenu dans le compteur CPT2, c'est-à-dire ici la sortie Q <12>, est reliée à l'entrée correspondante du registre RG par l'intermédiaire d'un inverseur IV.

De ce fait, le mot donné D contenu dans le registre RG est égal au complément à deux de la différence entre le mot Q contenu dans le compteur CPT2 et N/2, N désignant la valeur maximale de comptage d'un compteur CPT1 qui va déterminer la durée d'intégration.

Plus précisément, ce premier compteur CPT1, est incrémenté de 1 au rythme des fronts montants du signal d'horloge CLK.

Le mot de comptage C, également sur 13 bits dans l'exemple décrit contenu dans le compteur CPT1 est comparé dans un comparateur CMP2 à la valeur maximale de comptage N, qui est égale ici à 1FFF c'est-à-dire à 8192.

La sortie du comparateur CMP2 est reliée, par l'intermédiaire d'une bascule Bl, à l'entrée de validation du registre RG. Lorsque la valeur maximale de comptage du compteur CPT1 est atteinte, le signal de fin de comptage EOC, délivrée par la bascule Bl, passe à l'état haut et le mot contenu dans le compteur CPT1 est alors transféré dans le registre RG.

Le mot D contenu dans le registre RG représente alors la quantité de charge ayant traversé la résistance de mesure RM au cours de la durée d'intégration qui vient de s'écouler.

Sur la figure 5, on a représenté en ordonnées, les 8192 fronts du signal d'horloge qui commandent le compteur CPT2. On a représenté en abscisses, sur la partie gauche de la figure 5, les 8192 fronts du signal d'horloge qui commandent le compteur CPT1.

La valeur d représente la valeur finale du compteur CPT2 à l'issue de la durée d'intégration, c'est-à-dire lorsque le compteur CPT1 a atteint la valeur finale de comptage N (1FFF).

CI représente l'évolution du contenu du compteur CPT2 dans le cas où la valeur +Iref du courant de référence est continuellement sélectionnée durant toute la durée d'intégration.

La courbe C3 représente l'évolution de la valeur du compteur CPT2 lorsque la valeur-Iref est continuellement sélectionnée durant toute la durée d'intégration.

La courbe C2 représente l'évolution de la valeur du compteur CPT2 avec un courant d'entrée lin nul, en supposant par ailleurs qu'il n'y a aucun offset de l'amplificateur opérationnel.

On voit donc que pour la courbe Cl, la valeur finale d du compteur CPT2 est égale à 8191. Elle est égale à 4096 pour la courbe C2 et à 0 pour la courbe C3.

D représente ici la valeur complémentée à 2 de la valeur d.

Cette valeur D correspond également à d-N/2. Cette valeur D est la valeur du registre RG lorsque le signal EOC prend la valeur 1. Elle est obtenue en inversant le bit de poids fort du mot d.

A titre indicatif, la partie droite de la figure 5 donne des exemples d'indications correspondantes de la tension Vin aux bornes de la résistance de mesure RM et du courant lin.

On va maintenant décrire le fonctionnement du bloc numérique BMN en se référant plus particulièrement à la figure 6.

Lorsque le signal de fin de comptage EOC prend la valeur 1, c'est-à-dire lorsque la valeur finale de comptage 1FFF est atteinte, le contenu Q du compteur CPT2 est transféré dans le registre RG.

Par ailleurs, (figure 4) la sortie de la bascule B1 est reliée à l'entrée de remise à zéro RS du compteur CPT2 par l'intermédiaire d'une bascule B4 qui introduit un retard entre le signal d'entrée EOC et le signal de sortie ENS. Ceci permet de transférer d'abord le résultat contenu dans le compteur CPT2 dans le registre RG avant de remettre à zéro le compteur CPT2.

Par ailleurs, on voit que, au rythme des fronts descendants du signal d'horloge CLK, le signal RFMX peut prendre deux valeurs distinctes selon le signe de la valeur du signal CMPO.

On revient maintenant sur la structure et la fonction des moyens de hâchage CHP.

Ces moyens de hâchage CHP comportent une bascule B2 connectée sur la sortie du bit de poids fort du compteur CPT1 et délivrant un signal de hachage CHPX. Une autre bascule B3, est connectée entre la sortie de la bascule B2 et une entrée d'une porte logique PL du type OU EXCLUSIF. L'autre entrée de cette porte logique PL est reliée à la sortie de la bascule B6 et reçoit par conséquent le signal RFMX. La sortie de la porte logique PL est reliée à l'entrée CNC d'incrémentation/ non-incrémentation du compteur CPT2. La porte logique PL effectue donc une fonction OU EXCLUSIF entre le signal CHPD issu de la porte logique B3 et le signal RFMX issu de la bascule B6.

Le signal de hâchage CHPX commande un deuxième multiplexeur MUX2, connecté sur les deux bornes BPS et BMS de l'interface d'entrée, et capable, en fonction de la valeur du signal CHPX, d'inverser ou non la connexion de ces deux bornes.

Ainsi, les moyens de hachage CHP vont inverser la connexion des deux bornes BPS et BMS par l'intermédiaire du multiplexeur MUX2 et du signal CHPX, à la moitié de la durée d'intégration. Cet instant est défini par la valeur du bit de poids fort C<12> du mot contenu dans le compteur CPT1.

Par ailleurs, la porte logique PL permet de compenser l'effet de cette inversion vis-à-vis de la décision d'incrémenter ou de nonincrémenter le compteur CPT2.

Ces moyens de hâchage CHP permettent ainsi de compenser l'offset de l'amplificateur opérationnel OPA.

Le dispositif selon l'invention peut comporter par ailleurs un registre d'accumulation ACC (figure 7) apte à accumuler les résultats successifs de comptabilisation contenus dans le registre RG. Cette accumulation s'effectue au rythme des montées à 1 du signal de fin de

comptage EOC. Par ailleurs, des moyens MDR permettent d'estimer la durée opérationnelle restante DR de la batterie à partir du contenu du registre d'accumulation et d'au moins le dernier résultat de comptabilisation, c'est-à-dire du dernier contenu du registre RG. En effet, ce dernier contenu est représentatif de la consommation du courant sur la dernière durée d'intégration. Une division du contenu du registre d'accumulation par le contenu du registre RG, effectué dans les moyens MDR, permet de déterminer cette durée restante. Ceci étant, en pratique et notammant dans une application de téléphonie mobile, on préférera utiliser la moyenne d'un nombre prédéterminé de résultats de comptabilisation précédents pour estimer la consommation de courant.

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé de contrôle de l'état de charge d'un moyen d'alimentation, comportant une mesure de la quantité de charge traversant une résistance (RM) connectée en série avec le moyen d'alimentation, caractérisé par le fait que la mesure de ladite quantité de charge comporte - une intégration analogique sur une durée d'intégration prédéterminée d'un courant global (IG) égal à la somme d'un courant de résistance (lin) représentatif de celui traversant ladite résistance et d'un courant de référence prédéterminé capable de prendre sélectivement deux valeurs opposées supérieures en valeur absolue à la valeur du courant de résistance, - des comparaisons successives au cours de ladite durée d'intégration des résultats successifs correspondants de ladite intégration avec une référence de comparaison, - des sélections successives de l'une ou l'autre des deux valeurs opposées du courant de référence en fonction des résultats successifs des comparaisons, et - une comptabilisation (CPT2) sur ladite durée d'intégration, du nombre de fois où l'une des deux valeurs opposées a été sélectionnée, le résultat de cette comptabilisation étant représentatif de ladite quantité de charge.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'étape de comptabilisation comporte l'incrémentation d'un compteur (CPT2) à chaque fois que ladite valeur en question a été sélectionnée, et la non incrémentation du compteur à chaque fois que la valeur opposée est sélectionnée, et par le fait qu'on soustrait à la valeur (d) du compteur (CPT2) la moitié (N/2) de la valeur de la durée d'intégration, le résultat de cette soustraction fournissant une valeur (D) représentative de ladite quantité de charge.

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le résultat (D) de ladite soustraction est obtenu en complémentant à 2 le contenu (d) du compteur (CPT2), ce complément à 2 étant obtenu en inversant la valeur binaire du bit de poids fort de la valeur du compteur (CPT2).

4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la mesure du courant traversant la résistance (RM) est une mesure différentielle, par le fait que la phase d'intégration comporte une inversion de polarité de la mesure différentielle à la moitié de la durée d'intégration et une poursuite de l'intégration pendant la seconde moitié de la durée d'intégration avec la polarité ainsi inversée, et par le fait que lors de l'inversion de polarité, on inverse également les valeurs des résultats de comparaison.

5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'on détermine à un instant donné la durée opérationnelle restante (DR) du moyen d'alimentation à partir de l'accumulation à cet instant des quantités de charge mesurées pendant des durées d'intégration successives, et d'une estimation de la consommation de courant à cet instant donné.

6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le résultat de ladite comptabilisation sur un nombre prédéterminé de durées d'intégration précédentes fournit une estimation de ladite consommation de courant.

7. Dispositif de contrôle de l'état de charge d'un moyen d'alimentation rechargeable, comportant une résistance (RM) connectée en série avec le moyen d'alimentation et des moyens de mesure (MMS) connectés aux bornes de la résistance et aptes à mesurer la quantité de charge traversant ladite résistance, caractérisé par le fait que les moyens de mesure (MMS) comportent - une interface d'entrée (RS) connectée aux bornes de la résistance et délivrant un courant de résistance (lin), - une interface de référence (Rn) délivrant un courant de référence (Iref) prédéterminé capable de prendre

sélectivement deux valeurs opposées supérieures en valeur absolue à la valeur du courant de résistance, - des moyens d'élaboration (CPT1) aptes à élaborer une durée d'intégration prédéterminée, des moyens analogiques d'intégration (INT) aptes à effectuer une intégration sur ladite durée d'intégration, d'un courant global égal à la somme du courant de résistance et du courant de référence, - des moyens de comparaison (CMP) aptes à effectuer des comparaisons successives au cours de ladite durée d'intégration des résultats successifs correspondants de ladite intégration avec une référence de comparaison, - des moyens de sélection (MUX1) aptes à sélectionner successivement l'une ou l'autre des deux valeurs opposées du courant de référence en fonction des résultats successifs desdites comparaisons, et - des moyens de comptage (CPT2) aptes à comptabiliser sur ladite durée d'intégration, le nombre de fois où l'une des deux valeurs opposées a été sélectionnée, le résultat de cette comptabilisation étant représentatif de ladite quantité de charge.

8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que les moyens d'intégration (INT) comportent un amplificateur opérationnel (OPA) contre-réactionné par un condensateur (C), recevant ledit courant global et effectuant une intégration analogique continue du courant global, par le fait que les moyens d'élaboration comportent un premier compteur (CPT1) s'incrémentant au rythme d'un signal d'horloge (CLK) jusqu'à une valeur maximale de comptage (N) correspondant à ladite durée d'intégration, et par le fait que les moyens de comparaison comportent un comparateur analogique (CMP) suivi d'une bascule (B6) cadencée par ledit signal d'horloge.

9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé par le fait que les moyens de comptage comportent un deuxième compteur (CPT2) incrémenté à chaque fois que ladite valeur en question a été

sélectionnée, et non incrémenté à chaque fois que la valeur opposée est sélectionnée, et des moyens aptes à soustraire à la valeur du deuxième compteur, la moitié de la valeur maximale de comptage du premier compteur, le résultat de cette soustraction fournissant une valeur représentative de ladite quantité de charge.

10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé par le fait que les moyens de soustraction comporte un inverseur (IV) connecté sur la sortie du compteur délivrant le bit de poids fort.

11. Dispositif selon la revendication 9 ou 10, caractérisé par le fait que le premier compteur (CPT1) et le deuxième compteur (CPT2) sont des compteurs asynchrones.

12. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 11, caractérisé par le fait qu'il comprend - un bloc analogique (BAN) comportant l'interface d'entrée, l'interface de référence, les moyens d'intégration et une partie des moyens de comparaison et de sélection, et - un bloc numérique (BNM) comportant les moyens d'élaboration de la durée d'intégration, l'autre partie des moyens de comparaison et de sélection, et les moyens de comptage.

13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé par le fait que le bloc analogique (BAN) possède une structure différentielle.

14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé par le fait que l'interface d'entrée comporte une entrée différentielle formée de deux bornes (BPS, BMS), et par le fait que les moyens de mesure comportent en outre des moyens de hâchage (CHP) aptes à inverser les deux bornes (BPS, BMS) à la moitié de la durée d'intégration, l'intégration se poursuivant pendant la seconde moitié de la durée d'intégration avec les deux bornes ainsi inversées, et à inverser le signal de sortie des moyens de comparaison lors de la seconde moitié de la durée d'intégration.

15. Dispositif selon la revendication 14 prise en combinaison avec la revendication 9, caractérisé par le fait que les moyens de hâchage (CHP) comportent un inverseur (MUX2) connecté sur les deux

bornes de l'interface d'entrée, cet inverseur étant commandable par la valeur du bit de poids fort du premier compteur (CPT1), et une porte logique OU EXCLUSIF (PL) dont une première entrée est connectée sur la sortie du bit de poids fort du premier compteur, dont la deuxième entrée est connectée à la sortie des moyens de comparaison, et dont la sortie est connectée à une entrée (ENC) du deuxième compteur (CPT2) commandant l'incrémentation ou la nonincrémentation du compteur.

16. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 15, caractérisé par le fait qu'il comporte un registre d'accumulation (ACC) apte à accumuler les résultats successifs de comptabilisation, et des moyens (MDR) aptes à estimer la durée opérationnelle restante (DR) du moyen d'alimentation à partir du contenu du registre d'accumulation et d'un nombre prédéterminé de résultats de comptabilisation précédents.

17. Appareil fonctionnant avec un moyen d'alimentation rechargeable, en particulier téléphone mobile cellulaire, caractérisé par le fait qu'il comporte un dispositif selon l'une des revendications 7 à 16.