Brevet FR2587577A1 — publié le 19870320

BOITIER D'ENCAPSULATION POUR COMPOSANT. La présente invention concerne un boîtier d'encapsulation pour composant, plus particulièrement un bottier d'encapsulation qui facilite le montage en parallèle ou en série des composants. Ainsi, dans le cas de certains composants électriques, il est très difficile de réaliser une gamme complète de composants. Celleci est habituellement obtenue en montant en série ou en parallèle plusieurs composants élémentaires qui sont ensuite encapsulés dans un boîtier, si nécessaire. Ceci est notamment le cas pour les condensateurs à fort courant dont les applications sont très diversifiées et les besoins pour chaque application très divers. Ainsi, dans le cas des condensateurs à fort courant, on réalise un condensateur multi-éléments constitué de plusieurs condensateurs élémentaires, généralement de type bobiné, reliés entre eux à l'aide de tresses ou de plaques métalliques comme décrit dans le brevet français nO 2.475.285 au nom de la demanderesse. Ces condensateurs multi-éléments sont ensuite enfermés dans un boîtier de protection. Ce type de montage pose un certain nombre de problèmes, notamment en ce qui concerne la répartition des courants, l'apparition de selfs et de capacités parasites. D'autre part, les boîtiers de protection doivent être réalisés à la demande en fonction de chaque montage. En conséquence, il est apparu une demande importante, notamment dans le cas des condensateurs à fort courant, pour un composant élémentaire présenté sous forme modulaire avec lequel il soit possible de créer une large gamme de composants par simple association parallèle et série dudit composant élémentaire. La présente invention a donc pour but de répondre à cette demande en proposant un boîtier d'encapsulation pour composant, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une paire de premiers moyens de connexion réalisés respectivement sur deux faces opposées du boîtier dans deux plans superposés de manière à permettre le montage en quinconce des boîtiers. Le boîtier d'encapsulation conforme à la présente invention peut recevoir un ou plusieurs composants élémentaires connectés ensemble de manière à former un module présentant des caractéristiques déterminées. Ces modules peuvent ensuite être assemblés en parallèle ou en série pour donner un composant dont les caractéristiques, notamment électriques, répbndent à l'application projetée. Selon une autre caractéristique de la présente invention, le boîtier d'encapsulation comporte un ou des deuxièmes moyens de connexion réalisés sur une ou les deux faces opposées du boîtier dans un plan perpendiculaire à celui du premier moyen. Ces deuxièmes moyens de connexion sont utilisés, de préférence, pour monter le bottier sur un support. D'autre part, les premiers moyens de connexion peuvent aussi être utilisés pour fixer le bottier d'encapsulation sur un support dans un plan perpendiculaire. Selon encore une autre caractéristique de la présente invention, les moyens de connexion sont constitués par des oreilles en saillie par rapport auxdites faces du bottier, les oreilles étant de préférence munies d'un alésage pour le passage d'un dispositif de fixation tel qu'un boulon ou une vis. L'utilisation d'oreilles en saillie permet une juxtaposition aisée des bottiers, tout en laissant un espace entre bottiers. Dans le cas des condensateurs à très fort courant, cet espace est nécessaire à la ventilation des composants, car de tels condensateurs dégagent beaucoup de chaleur. D'autre part, des clips ou moyens similaires peuvent être fixés sur les oreilles afin de pouvoir monter les bottiers d'encapsulation seuls ou sous forme de batterie sur des cornières en U. Selon encore une autre caractéristique de la présente invention, le bottier d'encapsulation est réalisé par moulage par injection en une seule pièce d'une matière plastique rigide qui présente de plus des propriétés de bonne conductibilité thermique et dauto-extinction. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description d'un mode de réalisation faite avec référence aux dessins ci-annexés dans lesquels: - les figures la à lc sont respectivement une vue de face, une vue de côté et une vue de dessus d'un boîtier conforme à la présente invention, - la figure. 2 est une vue de face d'une variante de réalisation d'un boîtier conforme à la présente invention, - les figures 3a et 3b sont respectivement une vue de côté et une vue de dessus du montage en batterie de plusieurs boîtiers d'encapsulation conformes à la présente invention, et - les figures 4a, 4b et 4c sont des schémas montrant différents types de connexion pour des bottiers montés en batterie conformément aux figures 3a et 3b. Dans un but de clarté et de simplification, sur les figures les mêmes références désignent les mêmes éléments. Comme représenté sur les figures la à lc, le bottier d'encapsulation conforme à la présente invention est constitué essentiellement par un élément parallélépipédique 1, de préférence un parallélépipède rectangle. Ce parallélépipède rectangle 1 présente sur un des petits côtés 2 une ouverture non représentée qui donne accès à l'intérieur de la cavité destinée à recevoir le ou les composants. Ce composant peut être par exemple un condensateur de type bobiné. Ces condensateurs sont en général constitués par des films métallisés de faible largeur bobinés à un diamètre important vis-à-vis de leur largeur.Les bords latéraux des films sont pourvus de shoopage et des plaques de connexion telles que décrites dans le brevet français publié sous le nO 2.475.285 sont soudées sur le shoopage et assurent les sorties électriques du condensateur par l'intermédiaire de tiges filetées 3 positionnées perpendiculairement à l'axe du condensateur. Ces tiges filetées font saillie en dehors du boîtier d'encapsulation à travers des orifices 4 prévus de préférence sur le petit côté de l'élément parallélépipédique 1 opposé au côté 2 Le ou les composants sont immobilisés a' I 'intérieur du boîtier et protégés contre l'environnement à l'aide d'une résine en un matériau durcissable qui est introduite ultérieurement dans la cavité de manière connue de l'homme de l'art. Conformément à la présente invention, les faces opposées 6 et 7 de l'élément parallélépipédique 1 sont munies d'au moins une paire de moyens de connexion 8, 9. Ces moyens de connexion 8, 9 sont constitués par des oreilles prévues respectivement sur chacune des faces opposées 6 et 7 comme représenté clairement sur la figure lb. Ces oreilles font saillie par rapport aux faces et elles se trouvent positionnées dans deux plans superposés. De préférence, la partie inférieure d'une des oreilles est dans le plan de la partie supérieure de l'autre oreille. Cette disposition essentielle de la présente invention permet de fixer les boîtiers en quinconce et d'emboîter ensemble deux paires de boîtiers fixés l'un à l'autre, comme cela sera expliqué de manière plus détaillée ci-après. Pour permettre la connexion de deux bottiers l'un avec l'autres, les oreilles 8, 9 sont munies d'alésages 8', 9' pour le passage de moyens de fixation tels que des écrous ou des vis. La fixation peut aussi être réalisée par collage au niveau des oreilles. D'autre part, conformément à la présente invention, des deuxièmes moyens de connexion 10, 11 sont réalisés sur les deux faces opposées 6 et 7 du boîtier dans un plan perpendiculaire à celui des premiers moyens près du petit côté 2 du boîtier. Ces moyens de connexion 10, 11 qui sont, dans le mode de réalisation représenté, constitués par des oreilles de forme similaire aux oreilles 8, 9, sont utilisés principalement pour monter le boîtier ou les batteries de boîtiers sur un support horizontal. Dans ce cas par exemple, ils peuvent recevoir un élément en forme de clips qui permet de monter le boîtier sur une cornière en U. Bien entendu, il est évident pour l'homme de l'art que les oreilles 8, 9 peuvent aussi être utilisées pour fixer les boîtiers sur un support vertical, cette fixation pouvant être réalisée aussi à l'aide de clips. Selon une autre variante de réalisation représentée à la figure 2, deux paires de moyens de connexion 8, 9, 12, 13, peuvent aussi être utilisées. Dans ce cas, les moyens de connexion de chaque paire réalisés sur la même face du boîtier se trouvent dans les deux plans superposés. Ainsi, sur la face 6, le moyen de connexion 8 est dans le plan supérieur tandis que le moyen de connexion 13 est dans le plan inférieur et sur la face 7, le moyen de connexion 12 est dans le plan supérieur tandis que le moyen de connexion 9 est dans le plan inférieur. De préférence, le bottier ainsi que les moyens de connexion sont réalisés par moulage par injection d'une matière plastique rigide telle que la matière plastique vendue par la société Dupont de Nemours sous la dénomination Rynite-FR 530. Cette matière plastique présente une bonne conductibilité thermique et est auto extinguible, ce qui est particulièrement important ~ lorsque le composant est un condensateur à fort courant qui dégage beaucoup de chaleur. On décrira maintenant en se référant aux figures 3a et 3b, les possibilités de montage en batterie de plusieurs bottiers d'encapsulation conformes à la présente invention. Sur les figures 3a et 3b, on a représenté le montage en batterie de six boîtiers d'encapsulation la, lb, lc, Id, le, If, conformes au premier mode de réalisation. Les boîtiers ont été positionnés de manière à former deux rangées de trois bottiers la, lc, le et lb, id, if, avec les côtés portant les oreilles se faisant face. Entant donné la disposition particulière des oreilles et comme représenté sur les figures 3a et 3b, l'oreille 8a du bottier la se trouve en regard de l'oreille 8d du boîtier Id tandis que l'oreille 9b du bottier lb se trouve en regard de l'oreille 9c du bottier Ic.De- même, l'oreille 8c du boîtier lc se trouve en regard de l'oreille 8f du boîtier If tandis que l'oreille 9d du bottier Id se trouve en regard de l'oreille 9e du boîtier le. On obtient donc un montage en quinconce des bottiers, l'ensemble des boîtiers étant maintenu ensemble du fait du positionnement des oreilles dans deux plans superposés. D'autre part, la batterie de boîtier peut être fixée sur un plan P, en utilisant des boulons B passant dans les alésages d'au moins certaines oreilles 10a, lia, 10b, lib, iOc, 11c,, lDd, Iid, 10e, lie, 10f, llf, comme représenté clairement, notamment sur la figure 3a. Les bottiers étant ainsi interconnectés en batterie, il est alors très iacilç de connecter électriquement ensemble les composants montés dans lesdits boîtiers, en interconnectant leurs bornes de connexion 3 en fonction des caractéristiques électriques du composant final que l'on veut obtenir. Dans le cas des condensateurs fort courant, l'interconnexion des bornes de connexion est réalisée de préférence en utilisant des barres plates ou cornières, ce qui permet le passage de courants importants à hautes fréquences. D'autre part, l'effet de peau est minimisé par l'utilisation de barres de faibles épaisseurs et les selfs réparties entre les condensateurs sont très faibles, ce qui évite les problèmes d'auto-oscillations parasites entre les capacités. Ainsi, à titre d'exemple, la- batterie de six boîtiers représentée aux figures 3a et 3b peut être interconnectée en série-parallèle comme représenté sur la figure 4a, en parallèle comme représenté sur la figure 4b ou en série comme représenté sur la figure 4c. Ainsi, en utilisant les montages ci-dessus, on a réalisé à partir d'un module présentant les caractéristiques suivantes: capacité: 25JzF .tension: + 550 V courant: 85 A eff pour le montage de la figure 4a, des condensateurs 37,5 F r+ 1100 V; 255 A ef f ayant comme application la commutation forcée de thyristors pour matériels de traction; pour le montage de la figure 4b, des condensateurs 150,4F, + 550 V ; 510 A eff, ayant comme application la commutation forcée de thyristors pour convertisseurs statiques de forte puissance, et pour le montage de la figure 4c des condensateurs 4,16 j & F ; -+ 3300 V; 85 A eff ayant comme application la commutation forcée de thyristors pour redresseurs hautes tensions. Il est évident pour l'homme de l'art que le montage en batterie des figures 3a et 3b a été donné à titre d'exemple et qu'il peut être modifié en particulier en ce qui concerne le nombre de bottiers. REVENDICATIONS. I. Boîtier d'encapsulation pour composant, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une paire de premiers moyens de connexion (8, 9) réalisés respectivement sur deux faces opposées (6, 7) du boîtier (I) dans deux plans superposés de manière à permettre le montage en quinconce des bottiers. 2. Bottier d'encapsulation selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte deux paires de moyens de connexion (8, 9, 12, 13), les moyens de connexion de chaque paire réalisés sur la même face du bottier se trouvant dans les deux plans superposés. 3. Bottier d'encapsulation selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comporte un ou des deuxièmes moyens de connexion (10, 11) réalisés sur une ou les deux faces opposées du boîtier dans un plan perpendiculaire à celui des premiers moyens. 4. Bottier d'encapsulation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de connexion (8, 9, 10, 11, 12, 13) sont constitués par des oreilles en saillie par rapport auxdites faces du boîtier, les oreilles étant munies d'un alésage pour le passage d'un dispositif de fixation tel qu'une vis ou un boulon. 5. Boîtier d'encapsulation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte deux orifices (4) prévus sur une face (5) du boîtier perpendiculaire aux deux dites faces (6, 7) pour le passage des connexions (3) du composant. 6. Boîtier d'encapsulation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est réalisé par moulage par injection en une seule pièce d'une matière plastique rigide. 7. Boîtier d'encapsulation selon la revendication 6, caractérisé en ce que la matière plastique est une matière plastique autoextinguible, bonne conductrice thermique.