Brevet FR2729043A1 — publié le 19960705

SYSTÈME DE DISTRIBUTION D'ALIMENTATION DE CARTE ÉLECTRONIQUE La présente invention conoerne un système de distribution d'alimentation d'une carte électronique formant partie d'un ensemble de cartes électroniques enfichables sur un système d'interconnexion. Lorsqu'une carte électronique consomme un faible, il est possible de l'alimenter par l'intermédiaire de quelques contacts du connecteur servant à relier la carte au système d'interconnexion, ou bien par un connecteur de monté sur la carte. Pour un courant d'alimentation plus important, la carte est généralement une carte multicouches dont certaines couches sont réservées aux diverses tensions d'alimentation. Ces couches d'alimentation ne sont plus alimentées par l'intermé- diapre de contacts d'un connecteur mais généralement par des câbles ou des tresses de forte section qui sont vissés ou soudés sur la carte. Pour des courants encore plus importants, de l'ordre de plusieurs centaines d'ampères, l'épaisseur des couches d'alimentation de la carte est insuffisante pour assurer une équipotentialité. Alors, chaque tension d'alieentation est distribuée en plusieurs points de la couche d'alimentation barres pondante par des barres metalliques de forte section, souvent appelées bus d'alimentation, qui s'étendent le long de la carte et sont fixées sur celle-ci au niveau des points à alimenter. Les tresses d'alimentation sont alors vissées ou soudées sur oes barres. Un inoonvénient de ces s systèmes d'alimentation de forte puissanoe est que l'insertion ou l'extraction d'une carte est particulièrement fastidieuse par la nécessité de visser et dévisser les tresses d'alimentation. Un inconvénient supplémentaire du système d'alimentation à bus est que les barres occupent une surface non-négli- geable sur la carte au détriment des composants électroniques et augmentent la longueur des liaisons entre les circuits de part et d'autre des barres. Cette augmentation de la longueur des liaisons augmente le temps de propagation des signaux. Il en résulte que la vitesse de fonctionnement des circuits doit être réduite afin de compenser les retards introduits par le temps de propagation. Un objet de la présente invention est de prévoir un système d'alimentation de carte enfichable qui puisse fournir des courants particulièrement élevés sans nuire à la densité des composants, ni à la vitesse de fonctionnement des circuits de la carte, ni à la simplicité d'insertion ou d'ectraction de la carte. Cet objet est atteint grâoe à un système de distribution d'alimentation d'une carte électronique enfichable par un côté. Il comprend des panneaux conducteurs enfictables par ledit coté dans des plaques métalliques portées à des tensions d'ali- mentation respectives, chaque panneau étant relié à la carte en des points à alimenter par des oenducteurs perpendiculaires. Selon un mode de réalisation de la présente invention, les panneau: sont fixés l'un à l'autre avec interposition d'un isolant et la carte est rigidement fixée aux panneaux par les conducteurs Selon un mode de réalisation de la présente invention, la carte comporte des plages conductrices reliées à des panneau correspondants par des entretoises serrées par vis entre les panneaux et la carte, un panneau couvert étant rendu aoeessible à une entretoise par un perçage des panneau: recouvrant le panneau à accéder. Selon un mode de réalisation de la présente invention, plusieurs cartes à alimenter sont disposées en étoile, les plaques étant polygoneles de manière à recevoir aur chaque cöté au moins un ensemble de panneaux destiné à alimenter au moins une carte. Selon un mode de réalisation de la présente invention, chaque couple de tensions d'alimentation positive et négative sont associées deys plaques respectives et une plaque de masse d'épaisseur au plus églae à celle de la plus épaisse des deux autres plaques. Ces objets, caroctéristiques et avantages ainsi que d'autres de la présente invention seront exposes plus en détail dans la description suivante de modes de réalisation particu- liers, faite à titre non-limitatif à l'aide des figures jointes parai lesquelles la figure 1A représente une vue partielle en perspec- tive d'une carte électronique enfichée et unie d'un mode de réalisation de système de distribution d'alimentation selon la présente invention ; la figure 1B repsssente partiellement un détail de liaison de la carte au système de distribution d'alimentation ;; la figure 2A représente partiellement un ensemble de cartes et de systèmes d'alimentation selon l'invention utilisés dans un système d'interoonnexion en étoile ; et la figure 2B représente une vue en coupe d'un détail de la figure 2A. A la figure 1A, une carte électronique 10 comporre, par exemple, une extrémité 10-1 formant un connecteur linéaire laie qui est enfiché dans un connecteur femelle 12. Le tair 12 fait partie d'un système d'interconnexion 14 destin à relier entre elles plusieurs cartes électroniques. Selon la présente invention, un système de distribution d'alimentation de la carte 10 comprend un ensamble 16 de panneaux métalliques parallèles à la carte. Chaque panneau sitallique est destiné à amener l'une des tensions d'alimenta- tion à la carte 10. Les panneaux métalliques sont fixés les une au autres, per exemple oollés, et sont bien entendu raclée le. une des autres. Avec oette configuretion, n'importe quel point de la carte 10, en particulier d'une coucle d'alimentation, peut être relié à un panneau 16 correspondant par l'intermédiaire d'un conducteur perpendiculaire 18. On peut en particulier prévoir un conducteur perpendiculaire 18 pour chaque zone à forte densité de courant de la carte 10, par exemple à proximité de composants 10-2 consommant une puissance importante. Les conducteurs 18 sont, de préférence, des éléments de fixation rigides de la carte 10 sur l'ensemble de panneaux 16. Ainsi, les panneaux 16 et la carte 10 constituent un ensem- ble rigide enfichable sur le système d'interoonnexion 14. En autre, pour fournir les tensions aux panneaux 16, ceai-ci sont munis d'un connesteur 16-1 situé dans le prolongement du connecteur 10-1 et comportant, pour chaque panneau, une ou plusieurs broches qui s'enfichent dans uns plaque métallique 20 dante. Las plaques 20 font partie du système d'interconnexion 14 et sont reliées, par exemple, par des tresses conductrices à un ou plusieurs circuits d'alimentation. Les connecteurs 10-1 et 12 comportent souvent de a- breux contacts et doivent être mis en correspondance de façon précise. Par contrs, le connecteur 16-1 comporte peu de contacts. De préférence, pour faciliter l'insertion de la carte 10 et la fabrication de l'ensemble, le connecteur 16-1 présente un jeu latéral. Ainsi, les connecteurs 10-1 et 12 peuvent être mis en correspondance avec précision, mEme si la position du teur 16-1 n'est pas précise. ras conducteurs plans, c'est-à-dire les panneaux 16, orrt l'avantage de présenter une très faible inductance. Ainsi, des pics de courant sont distribués avec peu de retard et d'atténuation aux divers points de la carte 10. Une "Fentusile inductance plus élevée en amont des panneaux est compensée par des condensateurs de découplage 16-2 reliés entre les divers panneaux 16. Ce sont ces condensateurs qui fourniront instanta- nément des pics de courant qui ne peuvent pas être traria instantanément par le connecteur 16-1, les plaques 20 ou les tresses d'alimentation de ces plaques. Bien entendu, un ensemble de panneaux 16 peut aloi en ter deux cartes situées de part et d'autre de l'ensemble de panneaux. La référence 10' disigne une deuxième carte alimentée par l'ensemble de panneaux 16. Si des connexions courbes sont néces- saires entre les cartes 10 et 10', elles peuvent être réalistes à travers des fenêtres découpées dans les panneaux 16. La figure lB représente un exemple détaillé de liaisons 18 de la carte 10 aux panneaux 16. Chaque zone à alimenter de la carte 10 comporte une métallisation 10-3 du c8té des panneaux 16. Une entretoise conductrice 22 relie chaque métallisa- tion 10-3 à un panneau 16 correspondant. Si ce panneau n'est pas le premier, comme cela est représenté au centre et à droite à la figure 1B, les panneaux précédant celui à atteindre sont percés de manière à laisser traverser l'entretoise 22 sans que celle-ci entre en contact avec ces panneaux. Un bon contact électrique est assuré au niveau de chaque entretoise 22 par une vis 24 qui traverse la carte 10, l'entretoise 22 et l'ensemble de 16, et se visse dans un écrou 26.Commue oela est représenté à titre d'exemple, l'écrou 26 prend appui sur le panneau avec lequel on effectue le contact, les panneaux restants étant perces de manière à laisser passer l'écrou. Chaque métallisation 10-3 est reliée à des pistes d'alimentation ou à une couche d'alimentation correspondantes de la carte 10 par l'intermédiaire de trous métallisés 10-4. Si les cartes électroniques reliées au système d'interconnexion 14 doivent échanger des informations à vitesse élevée, ces cartes sont de préf érenoe disposées en étoile, cela est décrit, par exemple, dans la demande de brevet européan 0 604 333. La figure 2A représente partiellement en vue de dessus un ensemble de cartes reliées selon la présente invention en étoile. Le système d'interconexion est de forme prisiatique de section, par exemple, octogonale. Ce système d'interconnerion est décrit plus en détail dans la demande de brevet susmention- née. Selon l'invention, dans ce cas, les plaques d'alimentation 20 sont octogonales et situées à une extrémité, ou aax deux extrémités, du système d'interconnexion. La figure 2B représente un ensemble de plaques d'ali- mentation 20 en coupe. Les plaques sont reliées les uses autres par collage ou, comme cela est représenté, par des boulons 26. Bien entendu, on interpose entre les plaques des isolants et les boulons 26 sont munis d'entretoises et de rondelles isolantes pour éviter tout contact électrique avec les plaques. Les plaques sont alimentées par des tresses oonduc- trices qui sont scrties ou soudées dans des cosses 28 munies en bout d'un filetage. Chaque cosse 28 est fixée sur une plaque 20 correspondante par une vis 29. Comme dans la figure 1B, une plaque correspondant à une cosse 28 est atteinte en perçut les premières plaques pour laisser passer la cosse. Eh outre, le. dernières plaques sont peroées pour laisser passer la vis 29 correspondante. Poer faciliter l'acoès aux diverses plaques, rolles-ci peuvent être en forme de couronnes de diamètres intérieurs des croissants, comme cela est représenté pour la première plaque. De préférence, chaque plaque est alimentée par plusieurs cosses disposées régulièrement autour de la plaque. De oe fait, le courant total de l'ensemble, qui peut atteindre quelques mil- liers d'ampères. ne circule en aucun point du système. Ces plaques peuvent être télérégulées, c'est-à-dire que les circuits d'alimentation captent et régulent la tension directement sur les plaques. Souvent, des cartes électroniques sont alimentées 8yec plusieurs tensions positives et négatives et une masse. De prb- férenoe, comme cela est représenté à la figure 2B, on associe à chaque couple de tensions positive et négative deux plaques respectives et une plaque de masse, de préférence . oe oea, un courant provenant de la plaque de tension positive pénètre dans la plaque de masse tandis qu'un courant sort de cette plaque de masse vers la plaque de tension négative. Les courants des plaques positive et négative se soustraient dans la plaque de masse. I1 en résulte, avec cette disposition partiou- lièrs, que le courant maximal traversant la plaque de masse est au plus égal au courant maximal des deuz autres plaques. Ainsi, la plaque de masse peut etre de faible épaisseur ou du moins aussi étroite que la plus épaisse des dau autres plaques. La même règle s'applique aux panneaux 16 à condition d'amener la masse sur la carte 10 en chaque zane Où l'on amène une tension positive et/ou négative. Dans l'exemple où l'on a deux tensions positives et deux tensions négatives, on prévoit deux ensembles de trois plaques du type de la figure 2B. l'un associé à la La masse et un premier couple de tensions négative et positive, et l'autre à la masse et au deuxième oouple de tensions positive et négative. Ces deux ensembles de plaques sont situés, par example, de part et d'autre du système d'interooexion. Si les quatre tensions doivent être distribuées sur toute la carte, on prévoit de préférence quatre panneau 16 assolés, séparés par des panneaux de masse. Si les différentes tensions doivent être amenées dans des zones bien délimitées de la carte, on prévoit de préférence un seul panneau de masse correspondant aux dimensions de la carte, ayant d'un cöté un panneau fractionné correspondait aux deux tensions positives et de l'autre côté, un panneau fraction- né correspondant aux deux tensions négatives. Pour augmentar la rigidité au niveau de la frontière des panneaux fractionnés, cette frontière n'est pas rectiligne nais, par exemple, créne- lée. REVENDICATIONS 1. Système de distribution d'alimentation d'une carte électronique enfichable (10) par un côté, caractérisé en ce qu'il comprend des panneaux conducteurs (16) enfichables par ledit côté dans des plaques métalliques (20) portées à des tensions d'alimentation respectives, chaque panneau étant relié à la carte en des points à alimenter par des conducteurs perpen aires (18). 2. Système e de distribution d'alimentation selon la revendication 1, caractérisé en ce que les panneaux (16) sont fixés l'un l'autre avec interposition d'un ioolait et en ce que la carte (10) est rigidement fixée aux panneaux par les conducteurs (18). 3. Système de distribution d'alimentation selon la revendication 2, caractérisé en ce que la carte comporte des plages conductrices s (10-3) reliées à des panneaux (16) corres- pendants par des entretoises (22) serrées par vis entre les pon- neaux et la carte, un panneau couvert étant rendu accessible à une entretoise par un perçage des panneaux recouvrant le panneau à accéder. 4. Système de distribution d'alimentation selon la revendication 1, caractérisé en ce que plusieurs cartes à à ali- menteur (10, 10') sont disposées en étoile, les Plaques (20) étant polygonales de manière à recevoir sur chaque c5t6 au mies un ensemble de panneaux (16) destiné à alimenter au moins une carte. 5. Système de distribution d'alimentation selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'à chaque couple de tensions d'alimentation positive et négative sont associées deux plaques respectives et une plaque de asse d'épaisseur au plus égale à celle de la plus épalsse des deux autres plaques. 6. Système de distribution d'alimentation selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des panneaux (16) fractionnés correspondant à plusieurs tensions.