La description se rapporte au domaine des modules de puissance pour moteurs électriques.

De tels modules de puissance sont soumis à des contraintes strictes en matière d'émission de rayonnements électromagnétiques. Des normes CEM (compatibilité électromagnétique) imposent ainsi de ne pas dépasser un niveau d'émission donné pour chaque fréquence d'un large spectre électromagnétique. Ces normes définissent des gabarits, sous la forme de courbes indiquant le niveau d'émission maximal toléré pour chaque fréquence.

Un module de puissance comprend parfois un blindage électromagnétique, réduisant les émissions électromagnétiques indésirables du module de puissance. Cependant, l'intégration de ce blindage électromagnétique au module de puissance est délicate. Elle conduit souvent à des problématiques mécatroniques complexes, difficiles à modéliser. La reprise de masse, c'est-à-dire la connexion de la masse du module de puissance au blindage électromagnétique, donne souvent lieu à l'apparition d'une fréquence de résonance indésirable, suffisamment importante pour dépasser le gabarit défini par une norme applicable.

L'invention vise à améliorer la situation.

Un aspect de l'invention se rapporte à un dispositif électronique comprenant :

- un circuit électronique adapté pour être connecté à un blindage électromagnétique via une reprise de masse ainsi que pour être connecté entre une source de tension électrique et un circuit de commande de moteur électrique, le circuit électronique comprenant : - une première liaison électrique destinée à relier une première borne de sortie de la source de tension électrique à une première borne d'alimentation électrique du circuit de commande de moteur électrique,

- une deuxième liaison électrique destinée à relier une deuxième borne de sortie de la source de tension électrique à une deuxième borne d'alimentation électrique du circuit de commande de moteur électrique,

- un circuit RC comprenant une résistance et au moins un condensateur, connectés en série, une borne du circuit RC étant connectée à la première liaison électrique, l'autre borne du circuit RC étant connectée à la deuxième liaison électrique.

Un tel dispositif électronique est avantageux en ce qu'il permet d'atténuer notamment une résonance parasite résultant de la reprise de masse, et ce de façon suffisante pour respecter les gabarits imposés par les normes applicables.

Un aspect de l'invention se rapporte à un dispositif électronique comprenant ledit circuit de commande de moteur électrique, ledit circuit de commande de moteur électrique comprenant un filtre différentiel, ledit filtre différentiel étant connecté à la première et à la deuxième liaison électrique.

Un aspect de l'invention se rapporte à un dispositif électronique comprenant ledit blindage électromagnétique.

Un aspect de l'invention se rapporte à un dispositif électronique dans lequel ledit blindage électromagnétique est un dissipateur thermique ou une pièce métallique additionnelle (par exemple disposée entre le rotor externe et le stator interne).

Un aspect de l'invention se rapporte à un dispositif électronique dans lequel le circuit RC comprend une résistance unique.

Un aspect de l'invention se rapporte à un dispositif électronique dans lequel le circuit RC comprend un condensateur unique. Un aspect de l'invention se rapporte à un dispositif électronique dans lequel le circuit RC comprend deux condensateurs.

Un aspect de l'invention se rapporte à un dispositif électronique dans lequel les deux condensateurs sont placés de part et d'autre de la résistance.

Un aspect de l'invention se rapporte à un dispositif électronique dans lequel les deux condensateurs sont tous deux placés d'un même côté de la résistance.

Un aspect de l'invention se rapporte à un dispositif électronique comprenant un connecteur d'entrée pour connecter le circuit électronique à la source de tension électrique, dans lequel le circuit RC est implanté sous ledit connecteur d'entrée.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :

- la figure 1 représente un module de puissance selon l'état de l'art ;

- la figure 2 représente un module de puissance selon un mode de réalisation de l'invention ;

- les figures 3A, 3B, 3C et 3D représentent quatre versions différentes d'un filtre RC selon des modes de réalisation de l'invention ;

- la figure 4A représente l'intégration d'un filtre RC selon un mode de réalisation de l'invention sur un circuit imprimé ;

- la figure 4B est une vue agrandie du filtre RC de la figure 4A ;

- la figure 5A contient deux courbes, l'une illustrant les émissions parasites mesurées sur un module de puissance selon l'état de l'art dans la bande FM, l'autre illustrant les émissions parasites mesurées sur un module de puissance selon un mode de réalisation de l'invention dans la même bande FM ; - la figure 5B contient deux courbes, l'une illustrant les émissions parasites mesurées sur un module de puissance comprenant un filtre, mais pas de résistance d'amortissement, l'autre illustrant les émissions parasites mesurées sur un module de puissance selon un mode de réalisation de l'invention ;

- les figures 6A, 6B et 6C présentent chacune une courbe illustrant une simulation de l'atténuation d'un filtre RC selon l'invention, en fonction de la fréquence. Les courbes se distinguent par la valeur de la résistance du filtre RC.

La figure 1 représente un module de puissance selon l'état de l'art. Celui- ci est raccordable à une batterie via deux bornes +Vbat (référence 1 ) et -Vbat (référence 2). Le module de puissance comprend un circuit de pilotage ("driver") 3, pour piloter le moteur électrique. Le module comprend un filtre en PI, comprenant deux condensateurs C1 et C2 (références 4 et 5 respectivement) ainsi qu'une bobine L1 (référence 6). Le filtre en PI s'avère insuffisant pour filtrer tous les parasites générés par le module de puissance. Les deux condensateurs C1 et C2 sont en l'espèce des condensateurs polarisés.

La figure 2 représente un module de puissance selon un mode de réalisation de l'invention. Le circuit de pilotage n'est pas représenté. Dans ce module de puissance, le filtre en PI de l'état de l'art est amélioré par l'ajout d'une bobine L2 (référence 7). Cette bobine supplémentaire est avantageuse notamment en ce qu'elle permet de réduire le courant de mode commun, en particulier pour des fréquences qui sont supérieures à 76MHz. Cette amélioration est optionnelle et un filtre en PI conventionnel pourrait également être utilisé.

Par ailleurs, un circuit RC (appelé "snubber") est placé en amont du filtre en PI (entre ce filtre en PI et la source de tension). Ce circuit RC comprend une résistance R1 (référence 8) et deux condensateurs C3 et C4 (références 9 et 10 respectivement). Ces deux condensateurs C3 et C4 (en l'espèce non polarisés) peuvent être vus comme un condensateur unique C34. Ce circuit RC permet d'atténuer une résonnance issue d'une reprise de masse du module de puissance avec un blindage électromagnétique.

Les figures 3A, 3B, 3C et 3D représentent quatre versions différentes d'un filtre RC (de type "snubber", dit également filtre amortisseur) selon des modes de réalisation de l'invention. Ces versions peuvent remplacer le filtre RC composé de la résistance R1 et des condensateurs C3 et C4 de la figure 2.

La figure 3A montre ainsi un filtre RC comprenant une résistance R4 (référence 1 1 ) placée en série entre deux condensateurs C7 et C9 de 220 nF chacun (références 12 et 13). Les bornes des condensateurs C7 et C9 non connectées à la résistance R4 sont connectées respectivement à une première liaison électrique connectable à la borne +Vbat d'une batterie et à une deuxième liaison électrique connectable à la borne -Vbat d'une batterie.

La figure 3B montre un filtre RC comprenant une résistance R2 (référence 14) placée en série avec deux condensateurs C5 et C8 de 220 nF chacun (références 15 et 16). Une borne de la résistance R2 est connectée à une première liaison électrique connectable à la borne +Vbat d'une batterie, alors que la seconde borne de la résistance R2 est connectée à une borne du condensateur C5. L'autre borne du condensateur C5 est connectée à une borne du condensateur C8. L'autre borne du condensateur C8 est connectée à une deuxième liaison électrique connectable à la borne -Vbat de la batterie.

La figure 3C montre un filtre RC comprenant une résistance R3 (référence 17) placée en série avec un condensateur C6 de 100 nF (référence 18). La borne de la résistance R3 non connectée au condensateur C6 est connectée à une première liaison électrique connectable à la borne +Vbat d'une batterie. La borne du condensateur C6 non connectée à la résistance R3 est connectée à une deuxième liaison électrique connectable à la borne -Vbat de la batterie.

La figure 3D montre un filtre RC comprenant une résistance R5 (référence 19) placée en série avec un condensateur C10 de 100 nF (référence 20). La borne du condensateur C10 non connectée à la résistance R5 est connectée à une première liaison électrique connectable à la borne +Vbat d'une batterie. La borne de la résistance R5 non connectée au condensateur C10 est connectée à une deuxième liaison électrique connectable à la borne -Vbat de la batterie.

Les quatre configurations des figures 3A à 3D ont sensiblement les mêmes performances, mais en termes de placement certaines configurations peuvent être plus intéressantes que d'autres selon le circuit électronique considéré.

La figure 4A représente l'intégration d'un filtre RC selon un mode de réalisation de l'invention sur un circuit imprimé. Le circuit imprimé du dispositif électronique selon un mode de réalisation de l'invention comprend un connecteur 21 , agencé pour établir une connexion électrique avec une source de tension telle qu'une batterie de véhicule automobile. Les connexions +Vbat et -Vbat sont représentées par les références 1 et 2. Le filtre RC est intégré sous le connecteur. Le filtre RC est composé d'une résistance d'amortissement R52 (référence 22), suivie, en série, de deux condensateurs C46 et C45 (références 23 et 24). La figure 4B présente une vue agrandie du filtre RC de la figure 4A.

La figure 5A présente deux courbes. La courbe 25 illustre les émissions parasites mesurées sur un module de puissance selon l'état de l'art (dénué de filtre RC selon l'invention, mais comprenant un filtre en PI traditionnel modifié par ajout d'une bobine correspondant à la bobine 7 sur la figure 2). La courbe 26 illustre les émissions parasites mesurées sur un module de puissance selon un mode de réalisation de l'invention, comprenant un filtre en PI traditionnel modifié par ajout d'une bobine correspondant à la bobine 7 sur la figure 2 ainsi qu'un filtre RC selon l'invention, le filtre RC comprenant une résistance de 100 mQ et deux condensateurs de 220 nF chacun. Les mesures sont effectuées dans la bande FM, plus précisément dans une plage un peu plus large, de 76 MHz à 108 MHz. Ces mesures sont effectuées avec une bande passante de résolution (RBW, de l'anglais "resolution bandwidth") de 120 khz. Chaque point de la courbe correspond donc à une mesure d'une largeur de 120 kHz. Les mesures effectuées sont des mesures de type QPEAK (sigle provenant de l'expression anglaise "quasi peak detector"), c'est-à-dire des mesures qui visent à détecter des maxima locaux (le maximum sur la plage de 120kHz considérée) et non, par exemple, des moyennes locales (qui correspondraient chacune à la moyenne des valeurs sur la plage de 120kHz considérée). Les mesures sont effectuées en RSIL-. Ceci signifie que les mesures sont effectuées au niveau d'un réseau de stabilisation d'impédance de ligne (RSIL) connecté sur la borne -Vbat de la batterie.

On constate que la courbe pour le module de puissance selon l'état de l'art est au-dessus de la norme BMW_EC_Q (correspondant au gabarit représenté par une ligne pointillée 27) sur toute la plage de 76 MHz à environ 105 MHz. La courbe ne passe en dessous du gabarit qu'entre environ 105 MHz et 1 08 MHz. Les niveaux d'émission excèdent donc les seuils fixés par les normes sur la majeure partie du spectre de la bande FM. En revanche, la courbe pour le module de puissance selon l'invention est systématiquement en dessous du gabarit, et respecte donc la norme BMW_EC_Q.

Par exemple, pour un module de puissance selon l'état de l'art (dénué du filtre RC selon l'invention), on mesure +2db^V à 85MHz par rapport au gabarit (la limite est à 19 db/μν). On constate qu'avec l'ajout du filtre selon l'invention, on obtient 7 dbμV de gain à 85Mhz par rapport au module de puissance de l'état de la technique (et -5 dBμV par rapport au gabarit). Le filtre RC selon l'invention permet également de passer à -2dbμV par rapport au gabarit à 100Mhz. Les valeurs mesurées par l'analyseur au niveau des deux curseurs (notés 1 et 2 sur la capture d'écran) permettent de constater plus précisément -7,01 dbμV entre les deux curseurs, donc environ 7 dbμV de gain à la fréquence considérée (qui est égale en l'espèce à 84,64 MHz). La valeur relevée au niveau du curseur 1 est de 21 ,16 dbμV à 84,64 Mhz. L'indication -80 kHz correspond au décalage temporel entre les deux curseurs (décalage négligeable par rapport à 85MHz). Les deux curseurs peuvent donc être considérés comme étant tous deux à environ 85 MHz.

La figure 5B présente deux courbes. La courbe 28 illustre les émissions parasites mesurées sur un module de puissance équipé d'un filtre (formé par une capacité de 100 nF), mais sans résistance d'amortissement. La courbe 29 illustre les émissions parasites mesurées sur un module de puissance avec un filtre RC comprenant une résistance d'amortissement de 100mQ et un condensateur de 100nF. La courbe 5B permet de montrer l'effet (et plus précisément l'intérêt) de la résistance d'amortissement. Dans les deux cas (courbe 28 et courbe 29) un filtre est ajouté. L'effet du filtre est mis en évidence par comparaison avec la courbe 5A (avec ou sans filtre).

Les mesures sont effectuées dans une bande très large incluant la bande AM et la bande FM, plus précisément dans une plage de 150 kHz à 108MHz. Ces mesures sont effectuées avec une RBW de 9 kHz entre 150kHz et 76 MHz et avec une RBW de 120 khz entre 76 MHz et 1 08 MHz. Les mesures effectuées sont des mesures de type AV (sigle provenant de l'expression anglaise "average" signifiant "moyenne"), c'est-à-dire des mesures qui visent à détecter des moyennes locales (la moyenne des valeurs sur la plage de 120kHz considérée). Les mesures sont effectuées en RSIL+. Ceci signifie que les mesures sont effectuées au niveau d'un réseau de stabilisation d'impédance de ligne connecté sur la borne +Vbat de la batterie.

On constate que la courbe pour le module de puissance avec un filtre sans résistance d'amortissement est au-dessus de la norme BMW_EC_A (correspondant au gabarit représenté par une ligne pointillée 30) sur une plage d'environ 3MHz à environ 4MHz. Les niveaux d'émission excèdent donc les seuils autorisés par la norme BMW_EC_A sur cette partie du spectre considéré. En revanche, la courbe pour le module de puissance selon l'invention est systématiquement en dessous du gabarit, et respecte donc la norme BMW EC A. Ceci démontre l'intérêt du filtre RC. Les figures 6A, 6B et 6C présentent chacune une courbe illustrant une simulation de l'atténuation d'un filtre RC selon l'invention, en fonction de la fréquence. La plage de fréquences considérées est la plage 10kHz - 100MHz. Les courbes se distinguent par la valeur de la résistance du filtre RC. La courbe de la figure 6A correspond à un dispositif électronique selon l'invention dans lequel la résistance du filtre RC est supprimée. On constate alors un pic à 3,7619MHz qui monte jusqu'à -29,90164dB. En plaçant une résistance de 100mQ au sein du filtre RC (figure 6B), on constate que le pic (à 3, 6667MHz) n'atteint plus que -41 ,62248dB. Enfin, avec une résistance de 250mQ (figure 6C), le pic apparaît à 3, 0908MHz, et n'atteint plus que - 46,53938dB. En pratique, une résistance de 1 Ω donne de bons résultats. Toute valeur comprise entre 250mQ et 1 Ω est particulièrement appropriée, des valeurs sortant de cette plage étant également possibles.

Selon un premier mode de réalisation, un dispositif électronique comprend un circuit électronique adapté pour être connecté à un blindage électromagnétique via une reprise de masse. Le circuit électronique est adapté être connecté entre une source de tension électrique et un circuit de commande de moteur électrique. Le dispositif électronique est par exemple un module de puissance du moteur électrique. Le moteur électrique est par exemple un moteur électrique sans balais. Des moteurs électriques sans balais sont utilisables par exemple au sein de ventilateurs d'habitacles de véhicules automobiles. Il s'agit par exemple de ventilateurs HVAC (acronyme venant de l'expression anglaise « heating, ventilation and air conditioning ») c'est-à-dire de ventilateurs destinés à assurer un habitacle confortable pour les passagers du véhicule via son chauffage, sa ventilation ou sa climatisation.

Le circuit électronique comprend une première liaison électrique destinée à relier une première borne de sortie de la source de tension électrique à une première borne d'alimentation électrique du circuit de commande de moteur électrique. Cette première liaison électrique est par exemple une liaison connectable à une première borne +Vbat d'une batterie. La première borne +Vbat délivre typiquement +12V, en continu, par rapport à une deuxième borne notée -Vbat de la batterie. Par « borne », on entend généralement (et dans l'ensemble de la description) tout moyen établissant une connexion électrique (par soudure, etc.). Le terme « borne » n'implique en aucun cas la possibilité de déconnexion, bien qu'une borne permettant une déconnexion mécanique et électrique soit possible.

Le circuit électronique comprend une deuxième liaison électrique destinée à relier une deuxième borne de sortie de la source de tension électrique à une deuxième borne d'alimentation électrique du circuit de commande de moteur électrique. Cette deuxième liaison électrique est par exemple une liaison connectable à la borne -Vbat précitée de la batterie (qui est typiquement reliée à la masse du véhicule automobile dans lequel la batterie est installée).

Cette fréquence de résonance est liée notamment au fait que le circuit électronique hache un signal à une fréquence assez haute, pour piloter le moteur électrique. Le circuit RC a une fonction tout à fait différente de celle des circuits RC que l'on trouve parfois aux bornes du moteur électrique, il opère dans des bandes de fréquences différentes.

Selon une mise en œuvre possible, le circuit de commande est conventionnel et comprend de manière classique un filtre en PI (références 4, 5, 6 sur la figure 1 ) ainsi qu'un circuit de pilotage du moteur (référence 3 sur la figure 1 ). Selon une mise en œuvre améliorée, le circuit de commande comprend une bobine supplémentaire (référence 7 sur la figure 2).

Le circuit électronique comprend un circuit RC comprenant une résistance et au moins un condensateur, connectés en série. Une borne du circuit RC est connectée à la première liaison électrique, l'autre borne du circuit RC étant connectée à la deuxième liaison électrique. Le circuit RC est ainsi prévu pour être monté en parallèle avec le circuit de commande de moteur électrique ainsi qu'avec l'alimentation électrique que constitue la source de tension. Le circuit RC permet d'atténuer la fréquence de résonance créée lorsque le circuit électronique est connecté électriquement au blindage électromagnétique via la reprise de masse.

Selon une mise en œuvre possible, cette fréquence de résonance apparaît à une fréquence d'environ 4MHz. Pour une fréquence de résonance de cet ordre de grandeur, il est avantageux d'utiliser pour le circuit RC une résistance d'au minimum 100mQ (une valeur de 250mQ voire de 1 Ω étant tout à fait appropriée), et un condensateur d'environ 1 10 nF (ou un ensemble de condensateurs dont la capacité collective est d'environ 1 10 nF, par exemple deux condensateurs de 220 nF en série).

Selon un deuxième mode de réalisation, un dispositif électronique selon le premier mode de réalisation comprend ledit circuit de commande de moteur électrique. Ledit circuit de commande de moteur électrique comprend à son entrée (prévue pour être connectée à la source de tension) un filtre différentiel, également appelé filtre de puissance. Ce filtre différentiel est connecté à la première et à la deuxième liaison électrique. Le filtre différentiel est par exemple un filtre en PI, comprenant deux condensateurs et une bobine. Un premier condensateur du filtre en PI est placé en parallèle avec le circuit électronique ainsi qu'en parallèle avec la source de tension lorsqu'elle est connectée. Il est donc connecté par une borne à la première liaison électrique et par sa deuxième borne à la deuxième liaison électrique. Le deuxième condensateur du filtre en PI est connecté par l'une de ses deux bornes à l'une des deux bornes de la bobine ainsi qu'à une borne du reste du circuit de commande (à savoir la partie du circuit de commande située en aval du filtre en PI par rapport à la source de tension). Le deuxième condensateur du filtre en PI est connecté par sa deuxième borne à la deuxième liaison électrique ainsi qu'à l'autre borne du reste du circuit de commande. La bobine est connectée par son autre borne à la première liaison électrique.

La résistance du circuit RC permet d'atténuer une résonance pouvant être créée par le(s) condensateur(s) du circuit RC et le premier condensateur du filtre en PI (qui est monté en parallèle avec le filtre RC). Selon un troisième mode de réalisation, le dispositif électronique selon l'un des premier et deuxième modes de réalisation comprend ledit blindage électromagnétique. Ce dernier peut par exemple être connecté au circuit électronique via une connexion en forme d'anneau, faisant office de reprise de masse. Plus les dimensions de la reprise de masse sont importantes, plus le blindage est efficace. Par exemple, un anneau métallique de diamètre intérieur d'environ 8 mm et de diamètre extérieur d'environ 1 cm donne une relativement bonne reprise de masse. Une bonne reprise de masse doit avoir une résistance faible (par exemple de l'ordre de quelques mQ au maximum), ce que facilite une grande surface de contact entre le blindage électromagnétique et le circuit électronique.

Selon un quatrième mode de réalisation, le blindage électromagnétique d'un dispositif électronique selon le troisième mode de réalisation est un dissipateur thermique. Il peut s'agir d'un radiateur métallique pour dissiper l'énergie thermique que dégage le dispositif en même temps qu'il opère une fonction de blindage.

Selon un cinquième mode de réalisation, le circuit RC d'un dispositif électronique selon l'un des premier au quatrième mode de réalisation comprend une résistance unique. Cette résistance prend de préférence une valeur comprise entre 10OmQ et 1 Ω. Des valeurs différentes sont également possibles.

Selon un sixième mode de réalisation, le circuit RC d'un dispositif électronique selon l'un des premier au cinquième mode de réalisation comprend un condensateur unique. Ceci est plus simple, et un peu moins onéreux. La résistance peut être placée devant ou derrière le condensateur (les deux alternatives fonctionnent).

Selon un septième mode de réalisation le circuit RC d'un dispositif électronique selon l'un des premier au cinquième mode de réalisation comprend deux condensateurs (seulement deux, selon une mise en œuvre possible). Ceci est très avantageux, car les condensateurs sont placés sur une ligne de batterie, et si l'un des condensateurs claque, en avoir un deuxième en état de fonctionnement évite un court-circuit potentiellement dangereux (la sécurité est donc améliorée). Les condensateurs sont par exemple des condensateurs à céramique. De manière avantageuse, les deux condensateurs sont placés à 90° l'un par rapport à l'autre (comme illustré sur la figure 4B). Cela diminue fortement la probabilité de court- circuiter les deux condensateurs (par exemple en cas de torsion ou déformation du circuit imprimé). Le surcoût associé à un second condensateur est relativement mineur, il est donc préférable de prévoir deux condensateurs plutôt qu'un seul. Avec deux condensateurs de 220nF, chacun en série, on obtient l'équivalent d'un condensateur de 1 10nF. C'est un ordre de grandeur tout à fait approprié.

Selon un huitième mode de réalisation, les deux condensateurs d'un dispositif électronique selon le septième mode de réalisation sont placés de part et d'autre de la résistance.

Selon un neuvième mode de réalisation, qui constitue une alternative au huitième mode de réalisation, les deux condensateurs d'un dispositif électronique selon le septième mode de réalisation sont tous deux placés d'un même côté de la résistance.

Selon un dixième mode de réalisation, un dispositif électronique selon l'un des premier au neuvième mode de réalisation comprend un connecteur d'entrée pour connecter le circuit électronique à la source de tension électrique. Le circuit RC est alors implanté sous ledit connecteur d'entrée, il est ainsi au plus proche de la source de tension. Ceci permet de minimiser les longueurs de pistes, et donc de réduire les effets inductifs. Ceci permet également de placer le filtre RC au plus proche de la source de tension. La source de tension est susceptible de générer des rebonds de signaux électriques, que le filtre RC permet de couper. Le connecteur est légèrement évidé afin de permettre aux composants du filtre RC, soudés sur le circuit imprimé, de disposer de la place suffisante.