SYSTEME ELECTRIQUE AVEC BLINDAGE

DOMAINE TECHNIQUE

La présente invention concerne le domaine du blindage électromagnétique de systèmes électriques.

ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE

Dans certains systèmes électriques, il est connu de commander un module électrique de puissance au moyen d'une carte électronique disposée contre le module électrique.

Or, le module électrique émet des ondes électromagnétiques qui risquent de perturber le fonctionnement de la carte électronique.

Pour éviter ce problème, lors de l'assemblage du système électrique, il est connu d'intercaler, entre le module électrique de puissance et la carte électronique de commande, une pièce supplémentaire formant un blindage électromagnétique. Le blindage est par exemple formé d'une feuille de métal sensiblement plane.

Le document WO2014/069406 décrit un système électrique dans lequel un boîtier contenant des composants semiconducteurs est fermé par une plaque de blindage électromagnétique.

L'invention a pour but de proposer un système électrique dont la fabrication serait simplifiée et en particulier qui ne nécessiterait pas d'étape d'installation du blindage entre la carte électronique et le module électrique de puissance.

RÉSUMÉ DE L'INVENTION

À cet effet, il est proposé un système électrique comportant - un boîtier comportant :

- un corps de boîtier délimitant une ouverture, et

- un couvercle destiné à obstruer l'ouverture pour fermer le boîtier, le couvercle comportant une paroi isolante, en particulier isolante électriquement,

- un blindage électromagnétique destiné à réduire les interférences électromagnétiques entre des composants électriques destinés à être agencés dans le boîtier et une carte électronique de commande des composants électriques du boîtier, la carte électronique de commande étant destinée à s'étendre à l'extérieur du boîtier, en face du couvercle,

le système électrique étant caractérisé en ce que le couvercle comporte le blindage électromagnétique qui est directement fixé à la paroi isolante.

Grâce à l'invention, le couvercle du boîtier intègre le blindage électromagnétique de sorte qu'il n'est plus nécessaire de l'installer lorsque le module électrique et la carte électronique de commande sont assemblés ensemble.

De façon optionnelle, le blindage électromagnétique est fixé sur une face inférieure de la paroi isolante, cette face inférieure étant destinée à être orientée vers l'intérieur du boîtier lorsque le couvercle ferme le boîtier.

De façon optionnelle également, le blindage électromagnétique comporte une plaque conductrice fixée à la paroi isolante.

De façon optionnelle également, la plaque conductrice est fixée par collage, clippage, ou encore bouterollage, à la paroi isolante.

De façon optionnelle également, la plaque conductrice est enrobée de matière isolante, la paroi isolante étant formée au moins en partie par cet enrobage.

De façon optionnelle également, le blindage électromagnétique comporte une couche de peinture conductrice revêtant la paroi isolante.

De façon optionnelle également, le corps de boîtier comporte un fond dont au moins une partie est conductrice électriquement et destinée à former une masse électrique du système électrique, et comportant en outre une connexion électrique de masse connectant la partie conductrice du fond du boîtier au blindage électromagnétique afin de connecter électriquement le blindage électromagnétique à la masse électrique.

De façon optionnelle également, le système électrique comporte en outre une broche de masse, distincte de la connexion électrique de masse, partant du blindage électromagnétique et destinée à être connectée à la carte électronique de commande afin de connecter électriquement la carte électronique de commande à la masse électrique.

De façon optionnelle également, le corps de boîtier comporte un fond dont au moins une partie est conductrice électriquement et destinée à former une masse électrique du système électrique, et comportant en outre une broche de masse s'étendant depuis la partie conductrice du fond du boîtier et destinée à traverser le couvercle du boîtier pour être connectée à la carte de commande, afin de connecter électriquement la carte de commande à la masse électrique.

De façon optionnelle également, la broche de masse traverse le blindage électromagnétique en contactant le blindage électromagnétique de manière à connecter électriquement le blindage électromagnétique à la masse électrique.

II est également proposé un procédé de fabrication d'un système électrique selon l'invention, comportant :

- la pose d'un couvercle dans une ouverture présentée par un corps de boîtier, pour obstruer cette ouverture et fermer le boîtier,

le couvercle comportant une paroi isolante et un blindage électromagnétique directement fixé à la paroi isolante.

L'invention concerne aussi un système électrique comportant un boîtier comportant :

- un corps de boîtier délimitant une ouverture, et

un couvercle destiné à obstruer l'ouverture pour fermer le boîtier, le couvercle comportant une paroi isolante, et un blindage électromagnétique directement fixé à la paroi isolante et destiné à réduire les interférences électromagnétiques entre des composants électriques destinés à être agencés dans le boîtier et une carte électronique de commande des composants électriques du boîtier destinée à s'étendre à l'extérieur du boîtier,

le système électrique étant caractérisé en ce que :

le corps de boîtier comporte un fond dont au moins une partie est conductrice électriquement et destinée à former une masse électrique du système électrique,

- il comporte en outre une connexion électrique de masse connectant la partie conductrice du fond du boîtier au blindage électromagnétique afin de connecter électriquement le blindage électromagnétique à la masse électrique.

Grâce à la partie formant masse électrique et à la connexion électrique de masse, une liaison à la masse du blindage électromagnétique peut être faite de manière simple.

Le système électrique peut comprendre l'une quelconque des caractéristiques décrites précédemment.

Notamment, la connexion de masse peut être une pièce rigide, et/ou la carte électronique de commande est destinée à s'étendre en face du couvercle et/ou la paroi isolante est isolante électriquement.

DESCRIPTION DES FIGURES

Des modes de réalisation de l'invention vont à présent être décrits à titre d'exemple uniquement, en référence aux figures suivantes.

La figure 1 est une vue en coupe d'un premier système électrique selon l'invention.

La figure 2 est une vue éclatée en trois dimensions du premier système électrique de la figure 1 .

La figure 3 est un schéma-blocs des étapes d'un procédé de fabrication du premier système électrique de la figure 1 . Les figures 4 et 5 sont des vues en coupe de respectivement de deuxième et troisième systèmes électriques selon l'invention.

DESCRIPTION DÉTAILLÉE

En référence aux figures 1 et 2, un premier système électrique 100 selon l'invention va à présent être décrit. Le système électrique 100 est par exemple compris dans un onduleur ou plus généralement dans un convertisseur de tension.

Le système électrique 100 comporte tout d'abord un module électrique

102.

Le module électrique 102 comporte tout d'abord un boîtier 104.

Le boîtier 104 comporte tout d'abord un fond 106 dont au moins une partie est conductrice électriquement. Dans l'exemple décrit, le fond 106 est formé entièrement de la partie conductrice. La partie conductrice comporte par exemple une plaque en métal, par exemple en nickel ou en cuivre, plane et rectangulaire, et présentant par exemple une épaisseur comprise entre 1 et 5 millimètres. La partie conductrice du fond 106 est destinée à former une masse électrique du système électrique 100, ainsi qu'une plaque froide pour la dissipation de chaleur.

Le boîtier 104 comporte en outre des parois latérales 108 qui sont isolantes, par exemple en matière plastique, et s'élèvent du fond 106. Les parois latérales 108 délimitent, à l'opposé du fond 106, une ouverture 1 10 du boîtier 104. Les parois latérales 108 présentent des doigts 1 12 s'étendent vers le haut, c'est-à-dire à l'opposé du fond conducteur 106 du boîtier 104. Les doigts 1 12 sont destinés à supporter une carte électronique qui sera décrite plus loin.

Le fond 106 et les parois latérales 108 forment un corps de boîtier. Le boîtier 104 comporte en outre un couvercle 1 14 destiné à obstruer l'ouverture 1 10 pour fermer le boîtier 104. Le couvercle 1 14 peut par exemple être clippé aux parois latérales 108, ou bien encore être collé à ces parois latérales 108. Le couvercle 1 14 comporte une paroi 1 16 isolante, par exemple en matière plastique, et un blindage électromagnétique 1 18 directement fixé à la paroi 1 16. Ainsi, le blindage 1 18 fait partie du couvercle 1 14 est fixé à la paroi isolante même lorsque le couvercle 1 14 est séparé du corps du boîtier. Par exemple, le blindage 1 18 est fixé directement sur l'une des faces de la paroi 1 16 : sur la face inférieure de la paroi 1 16, c'est-à-dire celle orientée vers l'intérieur du boîtier 104 (c'est-à-dire vers le fond 106 du boîtier 104) lorsque le couvercle 1 14 ferme le boîtier 104, ou bien sur la face supérieure de la paroi 1 16, c'est-à-dire celle orientée vers l'extérieur du boîtier 104 lorsque le couvercle 1 14 ferme le boîtier 104.

De préférence, le blindage 1 18 recouvre au moins 80% de la face de la paroi 1 16 sur laquelle il est fixé.

De préférence, le blindage 1 18 est fixé sur la face inférieure de la paroi 1 16.

Le blindage 1 18 est par exemple sous la forme d'une plaque conductrice collée contre la paroi 1 16.

De manière alternative, la plaque conductrice peut être clippée sur la paroi 1 16. Dans ce cas, les clips sont par exemple portés par la paroi 1 16 et insérés avec déformation dans des trous percés dans la plaque conductrice.

De manière alternative encore, la plaque conductrice peut être bouterollée à la paroi 1 16. Dans ce cas, les pions de bouterollage sont par exemple portés par la paroi 1 16 et insérés dans des trous percés dans la plaque de blindage avant d'être écrasés.

De manière alternative encore, le blindage 1 18 peut être sous la forme d'une couche de peinture (c'est-à-dire d'une couche n'ayant pas de structure solide propre) revêtant la face inférieure ou supérieure de la paroi 1 16.

Le module électrique 102 comporte en outre une broche de masse 120 connectée au blindage 1 18 et traversant la paroi 1 16 pour déboucher vers le haut à l'extérieur du boîtier 104. La broche de masse 120 est par exemple soudée au blindage 1 18, ou fixée à ce dernier par tout procédé de fusion de matière. La broche de masse 120 peut encore être venue de matière avec le blindage 1 18. La broche de masse 120 est destinée à être connectée électriquement à la masse électrique comme cela sera expliqué plus loin.

Le module électrique 102 comporte en outre des composants 122 électriques agencés dans le boîtier 104. Les composants 122 sont par exemple des composants de puissance, c'est-à-dire destinés à être parcouru par des courants électriques supérieurs à 1 ampère.

Dans l'exemple décrit, le module électrique 102 comporte une carte électronique de support 124 des composants 122. La carte électronique de support 124 est disposée dans le boîtier 104, par exemple contre le fond 106 du boîtier 104. Les composants 122 sont montés sur la carte électronique de support 124, par exemple sur sa face supérieure, c'est-à-dire celle orientée vers l'intérieur du boîtier 104, à l'opposé du fond conducteur 106 du boîtier 104. La carte électronique de support 124 présente, sur sa face supérieure, une première couche conductrice (non représentée) formant des connexions électriques entre les composants 122. La carte électronique de support 124 comporte en outre, sur sa face inférieure, c'est-à-dire celle plaquée contre le fond 106 du boîtier 104, une seconde couche conductrice (non représentée) au contact de la partie conductrice du fond 106 du boîtier 104. Cette seconde couche conductrice est connectée électriquement à certaines des connexions électriques de la face supérieures de manière à ce que les composants 122 soient électriquement connectés à la masse électrique.

Le module électrique 102 comporte en outre des broches de commande 126 connectées aux composants 122 et destinées à traverser le couvercle 1 14 pour déboucher à l'extérieur du boîtier 104. À cet effet, le couvercle 1 14 est percé d'ouvertures de passage des broches de commande 126. La paroi 1 16 présente, autour de chacune de ces ouvertures, une couronne s'étendant vers le bas de manière à s'intercaler entre les broches de commande 126 et le blindage 1 18, afin d'éviter des faux contacts entre les broches de commande 126 et la masse électrique.

Le système électrique 100 comporte en outre une carte électronique de commande 128 des composants 122 du boîtier 104. La carte électronique de commande 128 est destinée à venir reposer sur les doigts 1 12 du boîtier 104 de manière à s'étendre à l'extérieur du boîtier 104, en face du couvercle 1 14.

La carte électronique de commande 128 est connectée aux broches de commande 126 et à la broche de masse 120 sortant du couvercle 1 14. Les broches de commande 126 permettent ainsi à la carte électronique de commande 128 de commander les composants 122. La broche de masse 120 permet à la carte électronique de commande 128 d'être connectée à la masse électrique comme cela sera expliqué plus loin.

Le blindage 1 18 est destiné à réduire les interférences électromagnétiques entre, d'une part, la carte électronique de commande 128 et, d'autre part, les composants électriques 122 et la carte électronique de support 124. Par exemple, le blindage 1 18 permet de diminuer de 50% les rayonnements électromagnétiques reçus par la carte électronique de commande 128 en provenance des composants 122.

Le module électrique 102 comporte en outre une connexion électrique de masse 130 entre la partie conductrice du fond 106 du boîtier 104 et le blindage 1 18. La connexion électrique de masse 128 s'étend à l'intérieur du boîtier 104 et connecte électriquement le blindage 1 18 à la masse électrique. Ainsi, la broche de masse 120 est également connectée électriquement à la masse électrique, par l'intermédiaire du blindage 1 18, ce qui permet de connecter électriquement la carte électronique de commande 128 à la masse électrique.

Dans l'exemple décrit, la connexion électrique de masse 130 atteint le fond 106 du boîtier 104 en passant par une ouverture ménagée dans la carte électronique de support 124.

Dans l'exemple décrit, la connexion électrique de masse 130 comporte un tube conducteur 132 s'étendant dans le boîtier 104 et présentant une extrémité inférieure passant dans l'ouverture de la carte électronique de support 124 pour venir au contact de la partie conductrice du fond 106. Le tube conducteur 132 comporte en outre une extrémité supérieure venant au contact du blindage 1 18. Le module électrique 102 comporte en outre une vis 134 insérée dans une ouverture ménagée dans la paroi 1 16 du couvercle 1 14 et vissée dans l'extrémité supérieure du tube conducteur 132 de sorte que la tête de la vis 134 repose sur le blindage électromagnétique et serre ce dernier contre l'extrémité supérieure du tube conducteur 132. De préférence, le système électrique 100 comporte en outre une gaine isolante 136 entourant le tube conducteur 132.

Le système électrique 100 comporte en outre un carter 138 dans lequel le module électrique 102 est disposé.

Le carter 138 comporte un fond 140 contre lequel le fond 106 du boîtier 104 est fixé.

En outre, une conduite 142 est ménagée dans le fond 140 du carter 138, en particulier en-dessous du fond 106 du boîtier 104. Un liquide de refroidissement, comme de l'eau, est destiné à parcourir cette conduite 142 pour refroidir le fond 140 du carter 138, et ainsi le fond 106 du boîtier 104.

En référence à la figure 3, un procédé de fabrication du système électrique 100 va à présent être décrit.

Au cours d'une étape 302, lorsque le blindage 1 18 comporte une plaque conductrice, la broche de masse 120 est fixée à la plaque conductrice du blindage 1 18.

Au cours d'une étape 304, le blindage 1 18 est fixé directement à la paroi 1 16 pour former le couvercle 1 14. En particulier, lorsque la broche de masse a été fixée à l'étape 302 à la plaque conductrice du blindage, la broche de masse 120 est passée dans une ouverture de la paroi 1 16 prévue à cet effet.

Au cours d'une étape 306, le corps de boîtier est assemblé. Le corps de boîtier comporte le fond 106 et les parois latérales 108 du boîtier 104.

Au cours d'une étape 310, la partie inférieure du tube 132 de la connexion de masse 130 est fixée à la partie conductrice du fond 106.

Au cours d'une étape 312, la carte électronique de support 124, les composants 122, les broches de commande 126 et la connexion de masse 130 sont disposés dans le corps de boîtier. En particulier, la connexion de masse 130 est passée dans une ouverture de la carte électronique de support 124 prévue à cet effet.

Au cours d'une étape 314, le couvercle 1 14 est posé dans l'ouverture 1 10 pour l'obstruer. En particulier, les broches de commande 126 (et de masse 120) sont passées dans des ouvertures respectives du couvercle 1 14 prévues à cet effet.

Au cours d'une étape 316, le couvercle 1 14 est vissé à la connexion de masse 130 au moyen de la vis 134.

Au cours d'une étape 318, la carte électronique de commande 128 est rapportée sur les doigts 1 12 et fixée au boîtier 104. En particulier, les broches de commande 126 et de masse 120 sont passées dans des ouvertures respectives de la carte de commande 126 prévues à cet effet.

Au cours d'une étape 320, les broches de commande 126 sont connectées à la carte électronique de commande 128 pour que cette dernière puisse commander les composants électriques 122. En outre, la broche de masse 120 est connectée à la carte électronique de commande 128 pour que cette dernière soit connectée électriquement à la masse électrique.

Au cours d'une étape 322, le fond 106 du boîtier 104 est fixé contre le fond 140 du carter 138.

En référence à la figure 4, un deuxième système électrique 400 selon l'invention va à présent être décrit.

Le système électrique 400 est identique à celui de la figure 1 , si ce n'est que le couvercle 1 14 comporte une seconde paroi 402 isolante enserrant avec la première paroi 1 16 le blindage 1 18.

Par exemple, le blindage 1 18 comporte une plaque conductrice enrobée de matière isolante, par exemple de matière plastique. La matière isolante recouvrant une face de la plaque conductrice forme la première paroi 1 16 et la matière isolante recouvrant l'autre face de la plaque conductrice forme la seconde paroi 402. De préférence, la plaque conductrice du blindage 1 18 est percée, avant l'enrobage, d'ouvertures de passage des broches de commande 126.

De manière alternative, la seconde paroi 402 est fixée à la plaque conductrice du blindage électromagnétique 1 18 par collage, clippage ou bouterollage comme cela a été décrit plus haut pour la première paroi 1 16.

Par ailleurs, la tête de la vis 134 repose sur la première paroi 1 16 du couvercle 1 14 et de manière à enserrer le couvercle 1 14 entre la tête de la vis 134 et l'extrémité supérieure du tube conducteur 132. La tige de de la vis 134 est au contact du tube conducteur 132 et au contact du blindage 1 18 de manière à les connecter électriquement.

Le procédé de fabrication du second système électrique 400 est similaire à celui du premier système électrique 100.

En référence à la figure 5, un troisième système électrique 500 selon l'invention va à présent être décrit.

Le système électrique 500 est identique à celui de la figure 1 , si ce n'est qu'il ne comporte pas la connexion électrique de masse 130 car la fonction de connexion électrique du blindage électromagnétique 1 18 à la masse électrique est réalisée par la broche de masse 120. La broche de masse 120 part ainsi de la partie conductrice du fond 106 du boîtier 104 et s'étend vers le haut pour traverser la carte électronique de support 124 et le couvercle 1 14 et atteindre la carte électronique de commande 128. En particulier, la broche de masse 120 traverse le blindage électromagnétique 1 18 en étant en contact avec ce dernier, de manière à ce que le blindage électromagnétique 1 18 soit relié à la masse électrique. La broche de masse 120 est connectée électriquement à la partie conductrice du fond 106 par tout moyen. La broche de masse 120 est par exemple fixée à la partie conductrice du fond 106 du boîtier 104, notamment par vissage, soudage ou bien par tout procédé de fusion de matière.

La broche 120 peut être intégrée dans le couvercle 1 14, par exemple surmoulée dans le couvercle 1 14. En particulier, la broche 120 peut être venue de matière avec le blindage 1 18. Le procédé de fabrication du système électrique 500 est similaire à celui du système électrique 100, si ce n'est que l'étape 308 est omise.

La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits précédemment, mais est au contraire définie par les revendications qui suivent. Il sera en effet apparent à l'homme du métier que des modifications peuvent y être apportées.

En particulier, chacun des modes de réalisation décrits précédemment peut être modifié pour incorporer des caractéristiques d'autres modes de réalisation.

Par ailleurs, les termes utilisés dans les revendications ne doivent pas être compris comme limités aux éléments des modes de réalisation décrits précédemment, mais doivent au contraire être compris comme couvrant tous les éléments équivalents que l'homme du métier peut déduire à partir de ses connaissances générales.