Brevet FR2577075A1 — publié le 19860808

BORNE DE CONNEXION MIXTE POUR CIRCUIT IMPRIME ET APPAREIL ELECTRONIQUE EQUIPE D'UNE TELLE BORNE. La présente invention concerne une borne de connexion mixte adaptée à un circuit imprimé ; elle concerne également les appareils électroniques équipés de telles bornes, plus spécialement les appareils interrupteurs statiques, du type comprenant un boitier qui présente une face arrière de fixation, une face avant et des faces latérales et qui loge le circuit imprimé portant un circuit de commande. Un tel appareil interrupteur statique présente des bornes de puissance et des bornes de commande associées au circuit imprimé pour permettre de raccorder à celui-ci des conducteurs extérieurs, les bornes étant munies d'éléments de connexion disposés dans des dégagements ou des ouvertures ménagés dans la face avant ou les faces latérales du boîtier. Les bornes des appareils statiques connus de ce type comportent généralement des couples vis-écrou, l'écrou étant immobilisé en rotation dans un logement ou une cage, un étrier de serrage étant monté prisonnier sur la vis près de la tête de celle-ci. De la sorte, la rotation de la vis entraîne la translation de l'étrier et le serrage de l'extrémité du conducteur entre l'étrier et une plage de serrage en regard appartenant à une pièce fixe. Toutefois, de telle bornes ne permettent pas de raccorder des conducteurs à cosses d'enfichage puisqu'elles ne comprennent pas les fiches plates nécessaires à cet effet. I1 existe par ailleurs sur le marché des bornes mixtes constituées par une pièce découpée plate ou pliée dont une première partie détermine une fiche plate de connexion pour le raccordement d'un conducteur terminé par une cosse d'enfichage et dont une seconde partie porte un écrou pour coopérer avec une vis à étrier et détermine une plage de serrage pour un conducteur terminé par une extrémité dénudée ou par un embout. Cependant, une telle borne mixte, bien qu'offrant la faculté d'un double raccordement, ne peut pas être utilisée de manière simple, en particulier sans nécessiter de pièces additionnelles, sur un appareil interrupteur statique dont le boîtier enferme un circuit imprimé. La présente invention a notamment pour but de permettre de raccorder à un appareil électronique, en particulier à un appareil d'interruption, de commutation ou de régulation, statique des extrémités de conducteurs offrant diverses conformations, au moyen de bornes de commande offrant une double possibilité de raccordement externe et adaptées de manière simple au circuit imprimé dudit appareil. Elle a pour autre but, lorsque l'appareil électronique comporte au moins un composant interrupteur de puissance, d'étendre cette faculté de raccordement aux bornes de puissance de l'appareil. Elle a pour autre but de simplifier le raccordement des bornes de connexion externe et des composants de puissance au circuit imprimé de l'appareil. Selon l'invention, dans un appareil électronique logeant un circuit imprimé, les bornes de commande et, le cas échéant, les bornes de puissance comprennent chacune en combinaison - une pièce de connexion comportant une vis, un écrou ou élément taraudé et deux plages de serrage pour que l'extrémité filiforme d'un conducteur externe puisse être serrée entre les plages de serrage sous l'effet de la rotation de la vis - une fiche plate de connexion pour une cosse d'enfichage femelle rapportée à l'extrémité d'un conducteur externe - au moins une patte de connexion à une plage de raccorde ment prévue sur le circuit imprimé, la patte étant insérée dans une ouverture du circuit et soudée à une piste conductrice de celui-ci. On obtient ainsi l'alternative souhaitée de raccordement externe d'une manière très simple, en particulier lorsque la pièce de connexion comportant les plages de serrage, la fiche plate et la patte de connexion au circuit imprimé est constituée par une pièce unique découpée et pliée, de préférence obtenue à partir d'une même pièce de base pour les bornes de puissance et pour les bornes de commande. Dans une forme d'exécution préférée corrélative à la disposition du circuit imprimé parallèlement à la face avant du bottier de l'appareil, et à l'usage d'une vis de serrage dotée d'un étrier prisonnier constituant une première plage de serrage, la pièce de connexion présente une deuxième plage de serrage sensiblement parallèle au circuit imprimé et de forme sensiblement quadrangulaire dont un côté est prolongé par une première languette repliée de manière à constituer la fiche plate de connexion externe et dont un autre côté est prolongé par une deuxième languette terminée par au moins une patte de connexion au circuit imprimé. I1 est ainsi possible de dégager la surface du circuit imprimé en prévoyant par exemple aux quatre coins de celuici des trous ou des fentes d'insertion des pattes respectives de connexion des bornes de puissance et des bornes de commande. L'extrémité de la patte de connexion de certaines des bornes peut avantageusement être insérée dans un trou oblong ou, de préférence, dans une fente du circuit imprimé recevant également l'extrémité d'une patte d'électrode du composant interrupteur de puissance. Lorsque les interrupteurs de puissance de l'appareil statique sont deux thyristors en montage antiparallèle, il peut être prévu, pour relier les électrodes principales opposées des thyristors, deux barrettes raccordées aux pattes d'électrodes au voisinage des trous oblongs ou des fentes correspondants du circuit imprimé. Dans une variante d'exécution, la deuxième plage de serrage de la pièce de connexion peut présenter près de la deuxième languette une plage de raccordement munie d'un trou pour recevoir une patte d'électrode d'un interrupteur de puissance. Dans un autre mode de réalisation, des facettes adjacentes à la deuxième plage de serrage peuvent être prévues sur la pièce de connexion pour former une cage d'immobilisation de 1 'écrou. La description qui suit en regard des dessins annexés permettra de mieux expliciter les caractéristiques et avantages de l'invention. La figure 1 représente schématiquement en perspective un relais statique dont le boîtier est équipé de bornes mixtes conformément à l'invention La figure 2 représente à plus petite échelle le relais en vue de face La figure 3 est une vue de dessus du relais La figure 4 est une vue du relais en coupe selon la ligne IV-IV de la figure 2 La figure 5 montre en élévation le circuit imprimé muni des bornes selon l'invention Les figures 6 à 11 montrent en perspective six modes de réalisation de la borne ; Les figures 12 à 14 représentent les diverses configu rations correspondantes d'une partie de la face avant du boîtier ; La figure 15 est une coupe d'une borne du relais de la figure 1 selon la ligne XV-XV ; La figure 16 montre, à plus grande échelle, une partie du circuit imprimé de la figure 5. Le boîtier 10 du relais statique représenté sur les figures 1 à 4 est de forme générale parallélépipédique et présente une face arrière de fixation 11, une face avant 12 et des faces latérales 13-16. Le bottier est constitué d'une pièce de fond 17 et d'un couvercle 18 dont l'assemblage assure, en combinaison avec un remplissage de résine isolante, l'étanchéité souhaitée du relais. Le boîtier comporte également des moyens de dissipation thermique 19 rapportés à l'arrière de la pièce de fond 17. Dans le bottier 10 est logé un circuit imprimé 20 portant sur ses deux faces des composants 21 du circuit de commande et des pistes d'interconnexion de ces composants, ainsi qu'au moins un composant interrupteur de puissance 22 asso cié au circuit de commande ; il s'agit par exemple d'un triac ou de deux thyristors antiparallèles TH1, TH2 (figure 5). Les composants 21 les plus emcombrants sont logés vers la face avant 12, tandis que les composants de puissance 22 sont-logés vers la face arrière 11 en étant directement appliqués sur le dissipateur 19. Le relais statique est doté de bornes mixtes 30, à savoir deux bornes de puissance 30a, 30b et deux bornes 30c, 30d pour le circuit de commande, ces bornes permettant selon l'invention deux modes de raccordement à des conducteurs extérieurs au boîtier. On voit sur la figure 1 que chaque borne 30 permet l'introduction d'une extrémité filiforme d'un conducteur dénudé C1 ou d'un conducteur avec embout C2 sur la face latérale supérieure 13 du boîtier par une ouverture 31a, 31b ménagée dans cette face, ou respectivement sous la face latérale inférieure 15 du boîtier par une ouverture respective 31c, 31d. De plus, chaque borne 30 permet l'engagement d'une extrémité à cosse d'enfichage sertie d'un conducteur C3 par la face avant 12 sur une fiche plate respective 32a-d logée dans une ouverture respective 33a-d. Le circuit imprimé présente quatre plages de raccordement 23a-d visibles notamment sur la figure 5 et dans lesquelles sont ménagés soit des trous 24, soit des fentes 25, 26. Les trous 24 reçoivent les pattes de connexion des bornes 30c, 30d ; les fentes 25 logent les extrémités CG1, des conducteurs de gâchette des thyristors TH1, TH2 ; les fentes 26 logent, d'une part, les pattes de connexion des bornes 30a, 30b, d'autre part, les extrémités CA1, des conducteurs d'anode Al du thyristor TH1 et d'anode A2 du thyristor TH2. Deux barrettes en U, 27, 28 disposées dans un plan B-B parallèle au plan A-A du circuit imprimé (voir figure 4) raccordent respectivement l'anode Al de TH1 à la cathode K2 de TH2 et l'anode A2 de TH2 à la cathode K1 de TH1.Les fentes 26 facilitent l'insertion, mais peuvent bien entendu être remplacées par des trous oblongs comme indiqué figure 6. Les pattes de connexion des bornes 30 et les extrémités des électrodes des thyristors sont brasées au circuit imprimé après insertion dans les trous 24 et les fentes 25, 26. Dans le mode de réalisation de la figure 6, la borne 30 présente une pièce de connexion 37 présentant une plage de serrage 38 parallèle au plan A-A du circuit imprimé 20 et de forme générale carrée. Un côté du carré 38 est prolongé par une première languette 39 repliée à angle droit et constituant la fiche plate de connexion externe 32. Cette languette peut être fendue en son milieu dans le cas où la borne est une borne de commande, afin de recevoir des fiches de petites dimensions. Un autre côté du carré 38 est prolongé par une deuxième languette 40 terminée par une patte de connexion 41 repliée pour être dirigée du même côté que la languette 39. Un orifice 42 est ménagé dans la plage de serrage 38 pour laisser le passage à une vis de serrage 43 ; un étrier 44 est monté prisonnier sur la vis 43 près de la tête 43a de celle-ci et il présente une plage de serrage 44a. Un écrou 45 coopère avec la vis, en étant soit fixé au verso de la plage de serrage et maintenu dans un logement approprié formé dans le boîtier (figure 15), soit immobilisé dans une cage déterminée par des jupes obtenues par pliage d'extensions des côtés de la plage de serrage. La tête 43a de la vis est logée dans un puits 34 ménagé selon les cas en face avant 12 ou sur les faces supérieure 13 et inférieure 15 du bottier. Pour éviter la transmission d'efforts de la borne 30 au circuit imprimé 20, la plage de serrage 38 est introduite par glissement et maintenue dans une fente 46 du bottier qui est parallèle au plan A-A et qu est visible figure 15. Dans le mode de réalisation de la figure 7, la pièce de connexion 37 possède une plage de serrage 38 de forme géné rale carrée munie sur un côté de la languette 39 plate de connexion. La plage 38 présente sur un autre côté de la languette 40 et son extrémité pliée 41 de connexion au circuit imprimé, ainsi qu'une plage 47 de raccordement direct d'un conducteur d'électrode, par exemple d'anode CA1, d'un thyristor ; la plage 47 est, à cet effet, percée en 48. Des crans ou dents 49 sont prévus sur les catés de la plage 38 afin d'améliorer la fixation de la pièce de connexion 37 dans la fente 46 du bolier. Sur la figure 8, la borne 30 comprend une pièce de connexion 50 pliée dans le sens de sa longueur pour former la languette plate 51 de connexion, la plage 52 de serrage et la patte de connexion 53. La plage 52 est obtenue par pliage à 900, puis à 1800 en sens inverse, et présente l'orifice 52a de passage pour la vis. Suivant que la patte de connexion 53 est droite (en traits pleins) ou pliée à 900 (en tirets), la plage de serrage est perpendiculaire ou parallèle au circuit imprimé. Sur la figure 9, la borne 30 présente une pièce de connexion 54 également pliée dans le sens de sa longueur pour former la languette plate 55 de connexion, la plage 56 de serrage et la patte de connexion 57 coplanaire à la plage 56. Le pliage est effectué deux fois à 900 dans un sens et une fois à 1800 dans l'autre sens ; la plage 56 comprend l'orifice 56a de passage pour la vis. La borne 30, représentée figure 10, est similaire mais comporte une facette 58 permettant de dégager sous la plage 56 un espace 59 de logement pour l'écrou associé à la vis de serrage. Des rabats peuvent bien entendu être prévus sur les côtés de la plage 56 pour maintenir l'écrou. Dans le mode de réalisation de la figure 11, la borne 30 comprend une pièce de connexion 60 en forme de L présentant une languette plate 61 de connexion externe, une plage 62 de serrage et plusieurs pattes de connexion 63 au circuit imprimé. Une vis 43 est introduite dans un orifice 62a prévu dans la plage de serrage et coopère avec un écrou 64 immobilisé par des facettes 65 venues de pliage. Les facettes 65 sont constituées par des jupes reliant entre elles des pattes 63 ou par des rabats perpendiculaires à la direction des pattes. Les bornes des figures 6, 7, 8 et 11 permettent un-raccorde- ment, soit de conducteurs C3 à cosses d'enfichage en face avant 12 du bottier du relais, soit de conducteurs Cl, C2 à extrémités filiformes sur les faces supérieure 13 et inférieure 15 du bottier. L'ouverture 33 ménagée pour la fiche plate 32 et le puits 34 prévu pour la vis 43 peuvent être disposés l'un à côté de l'autre (figure 12) ou l'un audessus de l'autre (figure 13) en face avant 12 du bottier. Les bornes des figures 9 et 10 permettent un raccordement des conducteurs C1, C2, C3 en face avant 12 du bottier (figure 14). Les bornes décrites autorisent une double faculté de raccordement externe tout en simplifiant le raccordement au circuit imprimé, en particulier lorsque les électrodes des composants de puissance sont insérées et brasées dans des trous ou fentes communs aux pattes de connexion desdites bornes. Il va de soi que l'on peut apporter des modifications à la borne et à l'appareil statique décrits sans sortir du cadre de l'invention. En particulier, l'invention est applicable à tout appareil électronique d'interruption, de commutation, d'interfaçage ou de régulation comprenant un circuit impri mé. Revendications de brevet 1. Borne de connexion mixte pour appareil électronique comportant un circuit imprimé, la borne comprenant une pièce de connexion comportant une vis (43), un écrou (45) et deux plages de serrage pour que l'extrémité filiforme d'un conducteur externe (C1, C2) puisse être serrée entre les plages de serrage sous l'effet de la rotation de la vis, et une fiche plate de connexion (32, 39, 51, 55, 61) pour une cosse d en d'enfichage femelle rapportée à l'extrémité d'un conducteur externe (C3), caractérisée en ce que la borne comprend au moins une patte de connexion (41, 53, 57, 63) à une plage de raccordement (23) prévue sur le circuit imprimé (20), la patte étant insérée dans une ouverture (24-26) du circuit et soudée à une piste conductrice de celui-ci. 2. Borne selon la revendication 1, caractérisée en ce que, dans la pièce de connexion, l'une des plages de serrage (38, 52, 56, 62), la fiche plate (32, 39, 51, 55, 61) et la patte de connexion (41, 53, 57, 63) sont formées sur une pièce unique découpée et pliée. 3. Borne selon la revendication 2, caractérisée en ce que les pièces de connexion (37, 50, 54, 60) des bornes de puissance (30a, 30b) et des bornes de commande (30c, 30d) de l'appareil électronique sont constituées à partir d'une même pièce de base. 4. Borne selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la pièce de connexion présente une première plage de serrage déplaçable par la -vis et une deuxième plage de serrage fixe et prolongée par une première languette repliée (39, 51, 55, 61) de manière à constituer la fiche plate de connexion externe et prolongée par une deuxième languette terminée par au moins une patte de connexion (41, 53, 57, 63) au circuit imprime. 5. Borne selon la revendication 4, caractérisée en ce que la pièce de connexion comprend une plage (47) munie d'un trou (48) de raccordement direct d'un conducteur d'électrode d'un composant de puissance (TH1, TH2). 6. Borne selon la revendication 4, caractérisée en ce que la patte de connexion (41, 53, 57, 63) est insérée dans un trou oblong ou une fente (26) d'une plage (23) du circuit imprimé (20), le trou ou la fente (26) recevant également l'extrémité d'un conducteur d'électrode d'un composant de puissance (THî, TH2). 7. Borne selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisée en ce que la première plage (44a) et la deuxième plage de serrage (38, 52, 62) sont parallèles au circuit imprimé (20). 8. Borne selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisée en ce que la première plage (44a) et la deuxième plage de. serrage (56) sont perpendiculaires au circuit imprimé (20). 9. Borne selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la pièce de connexion présente des conformations (49) de retenue dans une fente (46) du boîtier (10) de l'appareil électronique. 10. Borne selon l'une des revendications 1 à 9,. caractérisée en ce que la pièce de connexion a une forme générale en L dont l'une des branches constitue la fiche plate de connexion externe (61) et dont l'autre branche détermine la deuxième plage de serrage (62) et présente des facettes (65) prévues entre les pattes de connexion (63) pour former une cage immobilisant l'écrou (45, 64) en rotation. 11. Appareil électronique comprenant - un bottier (10) qui présente une face arrière de fixation (11), une face avant (12) et des faces latérales (13-16) - un circuit imprimé (20) portant un circuit de commande et logé dans le bottier, ainsi qu'au moins un composant interrupteur de puissance (22) également logé dans le bottier - des bornes de puissance et des bornes de commande (30a-d) associées au circuit imprimé et munies d'éléments de connexion accessibles par les faces avant et/ou latérales du bottier, caractérisé en ce que chaque borne comprend - une pièce de connexion comportant une vis (43), un écrou (45) et deux plages de serrage pour que l'extrémité fili forme d'un conducteur externe (C1, C2)- puisse être'serrée entre les plages de serrage sous l'effet de la rotation de la vis, - une fiche plate de connexion (32, 39, 51, 55, 61) pour une cosse d'enfichage femelle rapportée à l'extrémité d'un conducteur externe (C3), - au moins une patte de connexion (41, 53, 57, 63) à une plage de raccordement (23) prévue sur le circuit imprimé (20), la patte étant insérée dans une ouverture (24-26) du circuit et soudée à une piste conductrice de celui-ci. 12. Appareil électronique selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il est prévu, dans la face avant (12) et/ou dans une face perpendiculaire (13-16) du bottier (10) et pour chacune des bornes de commande (30c, 30d), une première ouverture (31) pour l'introduction d'une extrémité filiforme de conducteur (C1, C2) à serrer par la vis (37) et une deuxième ouverture (33) pour l'introduction d'une cosse d'enfichage (C3). 13. Appareil électronique selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il est prévu, dans la face avant (12) et/ou dans une face perpendiculaire (13-16) du boitier (10) et pour chacune des bornes de puissance (30a, 30b), une première ouverture (31) pour l'introduction d'une extrémité filiforme de conducteur (C1, C2) à serrer par la vis (37) et une deuxième ouverture (33) pour l'introduction d'une cosse d'enfichage (C3). 14. Appareil électronique selon l'une des revendications 11 à 13, caractérisé en ce qu'un puits (34) est prévu pour chaque borne (30) en face avant (12) du bottier (10) pour loger la vis (43) et un étrier prisonnier (44) associé à la tête de vis et portant une plage de serrage (44a), le puits (34) étant disposé adjacent à une deuxième ouverture (.33) prévue pour loger la fiche plate respective (32). 15. Appareil électronique selon l'une des revendications 11 à 13, caractérisé en ce qu'un puits (34) est prévu pour chaque borne (30) dans les faces latérales supérieure et inférieure (13, 15) du bottier (10), pour loger la vis (43) et un étrier prisonnier (44) associé à la tête de vis et portant une plage de serrage (44a), tandis que la première ouverture (31) destinée à l'extrémité filiforme (C1, C2) est ménagée dans la face avant (12) du bottier au voisinage de la deuxième ouverture (33) destinée à la cosse d'enfichage (C3). 16. Appareil électronique selon l'une des revendications 11 à 15, caractérisé en ce que les pièces de connexion (37l 50, 54, 60) des bornes de puissance (30a, 30b) et des bornes de commande (30c, 30d) sont constituées à partir d'une même pièce de base et en ce que, pour chaque borne de commande (30c, 30d), la fiche plate de connexion (32, 39, 51, 55, 61) est fendue en deux sur une partie de sa longueur pour recevoir des cosses d'enfichage de petites dimensions. 17. Appareil électronique selon l'une des revendications 11 à 16, caractérisé en ce que les composants de puissance sont des thyristors en montage antiparallèle appliqués sur un dissipateur (19) rapporté à l'arrière du boîtier (10) et présentant la face arrière de fixation (11), des barrettes (27, 28) en U étant disposées entre le circuit imprimé et les composants de puissance dans un plan (B-B) parallèle au plan (A-A) du circuit imprimé et aux faces avant (12) et arrière (11) du bottier pour relier les électrodes principales opposées des thyristors. 18. Relais statique, caractérisé en ce qu'il comprend des bornes de connexion selon l'une des revendications 1 à 10.