Brevet FR2786326A1 — publié le 20000526

La présente invention concerne une armoire de distribution secondaire de puissance électrique d'un avion, du type comportant des organes de protection électromécaniques destinés à tre installés dans un réseau d'alimentation électrique d'un avion entre une armoire de distribution principale de puissance et des organes fonctionnels de I'avion. Dans les avions actuels, le réseau d'alimentation electrique comporte une armoire de distribution principale de puissance électrique, alimentant les organes fonctionnels de I'avion, au travers d'un ensemble d'organes de protection. Les organes de protection sont disposés, par sous-groupes, dans plusieurs armoires secondaires de distribution de puissance auxquelles sont reliés les organes fonctionnels correspondants. Chaque armoire secondaire est alimentée depuis l'armoire principale par un câble de puissance commun à tous les organes de protection d'un mme sous-groupe. L'énergie électrique est issue de I'armoire de distribution principale de puissance électrique, qui alimente l'ensemble de I'appareil. Cette armoire principale est couramment désignée par coeur électrique . Elle assure la gestion de I'alimentation électrique de l'appareil à partir de la puissance électrique fournie par un ou des générateurs électriques, des batteries, et éventuellement d'autres générateurs de secours. L'armoire de distribution principale de puissance comporte essentiellement des relais de puissance, des disjoncteurs, des capteurs de courant et des barres d'interconnexion de puissance. Elle est reliée, en aval, à une ou plusieurs armoires de distribution secondaire de puissance qui forment des baies de connexion pour l'ensemble des organes fonctionnels de I'appareil. Chaque armoire secondaire comporte, pour chaque organe fonctionnel, un organe de protection électrique tel qu'un disjoncteur de puissance adaptée. Les disjoncteurs sont portés par une face avant des armoires secondaires. Leur bouton de réarmement est accessible depuis le poste de pilotage de I'avion. Le câblage des disjoncteurs est formé, d'une part, de barres métalliques d'arrivée de puissance, reliant ceux-ci à l'armoire principale de distribution, et, d'autre part, de conducteurs souples reliant chaque disjoncteur à un organe fonctionnel de I'avion. Ainsi, pour chaque organe fonctionnel, au moins un conducteur souple chemine au travers de I'avion depuis le disjoncteur associé jusqu'à l'organe fonctionnel correspondant. Cette architecture du réseau d'alimentation impose une grande complexité des armoires de distribution secondaire et un temps de montage très long de celle-ci. De plus, les faisceaux de conducteurs reliant l'ensemble des organes fonctionnels aux armoires secondaires ont une masse élevée. L'invention a pour but de permettre de réduire le poids et le temps de montage du réseau d'alimentation électrique d'un avion et donc le coût de possession. A cet effet, l'invention a pour objet une armoire de distribution secondaire de puissance électrique d'un avion, du type précité, caractérisée en ce qu'elle comporte un circuit imprimé sur lequel sont implantés les organes de protection, lequel circuit comporte des pistes de puissance auxquelles sont connectés les organes de protection, et en ce qu'elle comporte des moyens de connexion électrique des pistes de puissance, d'une part, à un câble de puissance issu de I'armoire de distribution principale de puissance et, d'autre part, à chacun des organes fonctionnels protégés. Suivant des modes particuliers de réalisation I'armoire de distribution secondaire comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : -chaque organe de protection électromécanique est un disjoncteur -chaque organe de protection comporte des bornes de connexion électrique aux pistes de puissance du circuit imprimé, et il est prévu des moyens de fixation mécanique de chaque organe de protection au circuit imprimé, lesquels moyens de fixation mécanique sont indépendants des bornes de connexion électrique ; -lesdits moyens de fixation mécanique comportent une bretelle chevauchant chaque organe de protection, laquelle bretelle comporte, à ses extrémités, de part et d'autre de l'organe de protection, des pattes de liaison mécanique au circuit imprimé ; -chaque organe de protection comporte un contact d'état, représentatif de l'état de l'organe de protection, et le circuit imprimé comporte des pistes de contrôle d'état auxquelles sont reliés électriquement lesdits con tacts d'état, le circuit imprimé comportant des moyens de connexion des pistes de contrôle d'état à des moyens de mise à disposition de t'état des organes de protection ; -le circuit imprimé est un circuit imprimé multicouche, au moins une couche portant seulement des pistes de puissance et au moins une couche portant seulement des pistes de contrôle d'état ; -circuit imprimé est un circuit multicouche, au moins une couche portant des pistes de puissance pour la liaison d'un câble de puissance aux organes de protection et au moins une couche portant des pistes de puissance pour la liaison des organes de protection aux organes fonctionnels protégés ; et -le circuit imprimé comporte une couche de drainage thermique (110). L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins sur lesquels : -la figure 1 est une vue schématique d'un réseau d'alimentation électrique d'un avion selon l'invention ; -la figure 2 est une vue schématique en coupe transversale d'une armoire de distribution secondaire de puissance ; -la figure 3 est une vue en perspective d'un disjoncteur ; et -la figure 4 est une vue en perspective éclatée du circuit imprimé de !'armoire de distribution secondaire selon l'invention. Le réseau 10 représenté sur la figure 1 comporte une armoire 12 de distribution principale de puissance électrique reliée à quatre armoires de distribution secondaire de puissance notées 14,16,18 et 20. Deux des armoires secondaires 14,18 sont disposées à I'avant de I'appareil, respectivement à droite et à gauche de celui-ci, alors que les deux autres armoires 16, 20 sont disposées à l'arrière de I'appareil, également à droite et à gauche. Chaque armoire de distribution secondaire 14 à 20 alimente un sousgroupe d'organes fonctionnels associés à celle-ci. Ces organes fonctionnels sont formés, par exemple, par des actionneurs électriques, ou tout autre appareillage électrique. Sur la figure 1, pour chaque armoire de distribution secondaire à 20, seuls quatre organes fonctionnels sont représentés. Ils sont désignés par le mme numéro de référence que l'armoire à laquelle ils sont associés, suivi des lettres A, B, C ou D. En pratique, dans certains avions, environ cinquante organes fonctionnels sont associés à chaque armoire de distribution secondaire. Les armoires de distribution secondaire 14 à 20 sont reliées chacune à t'armoire 12 de distribution principale par un câble de puissance 22,24,26 et 28. Chaque câble de puissance 22 à 28 est commun à l'ensemble des organes fonctionnels associés à I'armoire de distribution secondaire alimentée par le câble de puissance. Comme représenté sur la figure 2 représentant par exemple l'armoire 14, chaque armoire de distribution secondaire comporte un circuit imprimé 30 sur lequel un organe de protection électromécanique est implanté pour chaque organe fonctionnel relié à I'armoire. Chaque organe de protection est avantageusement formé par un disjoncteur électromécanique. Les disjoncteurs, notés 36,38 et 40 sur la figure 2, comportent chacun deux bornes de connexion de puissance notées respectivement 36A, 36B, 38A, 38B et 40A, 40B. Ces bomes assurent leur connexion électrique à des pistes de puissance du circuit imprimé. Une piste de puissance assurant I'alimentation principale du circuit imprimé 30 est connectée électriquement au câble de puissance associé 22. Cette liaison s'effectue par l'intermédiaire d'une patte 42 fixée à l'extrémité du câble de puissance 22. Elle est connectée électriquement à la piste du circuit imprimé 30 par un boulon 44 ou tout autre dispositif de connexion approprié. Une borne de chaque disjoncteur est reliée, par une piste de puissance indépendante du circuit imprimé, à une broche d'un connecteur 46 d'alimentation des organes fonctionnels. L'autre borne du disjoncteur est connectée à la piste d'alimentation principale du circuit imprimé. La structure du circuit imprimé 30 sera décrite en détail dans la suite de la description. Comme représenté sur la figure 1, les organes fonctionnels sont refiés au connecteur d'alimentation 46 par un faisceau 48 de fils incluant, pour chaque organe fonctionnel, un conducteur d'alimentation propre reliant l'organe fonctionnel à la broche correspondante du connecteur 46. Le faisceau 48 comporte à son extrémité un connecteur adapté pour s'enclencher sur le connecteur d'alimentation 46. Les disjoncteurs 36 à 40 comportent, chacun à l'opposé des bornes de connexion, un bouton de réarmement 36C, 38C, 40C faisant saillie aude ! à d'une paroi 50 délimitant la face avant de l'armoire secondaire. Ils sont répartis, comme représenté sur la figure 1, en lignes et en colonnes sur toute la face avant de !'armoire secondaire. Chaque disjoncteur comporte un contact d'état auxiliaire permettant de détecter électriquement !'état passant ou ouvert du disjoncteur. Les contacts d'état auxiliaires des disjoncteurs sont connectés à des pistes de controlle d'état du circuit imprimé par des bornes de contrôle d'état des disjoncteurs notées, respectivement, 36D, 36E, 38D, 38E, 40D, 40E sur la figure 2. Les pistes de contrôle d'état auxquelles sont reliées les contacts d'état des disjoncteurs sont chacune raccordées à un circuit de gestion 52 qui est fixé parallèlement au circuit imprimé 30. Le circuit de gestion 52 porte un circuit imprimé sur lequel sont implantés les composants destinés à la gestion du contrôle des états des disjoncteurs. Ce circuit 52 est relié par des conducteurs 54 aux pistes de contrôle d'état du circuit 30. Le circuit 52 comporte un connecteur 56 auquel est branché, pour chaque armoire secondaire, un faisceau de conducteurs de contrôle 62,64,66,68, reliant les contacts d'état à un tableau 70 disposé dans le poste de pilotage de I'avion. Ce tableau comporte des afficheurs assurant la mise à disposition de l'équipage de t'état des disjoncteurs. Afin de connaître t'état des disjoncteurs, les pistes de contrôle d'état du circuit imprimé associées aux contacts d'état sont alimentées successivement l'une après l'autre, afin de connaître par balayage l'état de chacun des disjoncteurs. Pour assurer un découplage des lignes et des colonnes, chaque disjoncteur est muni d'une diode. Les disjoncteurs électromécaniques ont un calibre compris entre 1 et 15 Ampères. A titre d'exemple, le disjoncteur 36 est représenté en perspective sur la figure 3. Sur cette figure, apparaissent les deux bornes de connexion de puissance 36A et 36B et les deux bornes de contrôle d'état 36D, 36E. Ces quatre bornes sont portées par une face arrière du boîtier paral- lelépipédique du disjoncteur. Le boîtier du disjoncteur est de moyens 80 de fixation mécanique du disjoncteur au circuit imprimé 30. Ces moyens 80 comportent une bretelle 82 chevauchant le boîtier du disjoncteur. Cette bretelle présente, en section, la forme d'un U. Elle s'etend suivant deux faces latérales opposées du boîtier et sur sa face supérieure portant le bouton de réarmement 36C. La bretelle est munie à chaque extrémité de deux pattes de liaison 84 adaptées pour tre reçues dans des perçages du circuit imprimé. Elles sont destinées chacune à tre soudée à une pastille métallique de celui-ci. Comme illustré sur la figure 4, le circuit imprimé est avantageusement un circuit multicouche. Dans t'exempte représenté celui-ci comporte six couches. La couche supérieure, notée 100, en contact avec les boîtiers des disjoncteurs constitue une couche d'alimentation. Celle-ci définit la piste d'alimentation principale 100A à laquelle est connectée une première patte 36A, 38A, 40A de chaque disjoncteur. L'épaisseur de la piste 100A est au minimum de 150 um. Au-dessous de la couche d'alimentation 100 sont disposées deux couches superposées de distribution notées 102 et 104. Celles-ci portent des pistes de puissance 102A, 104A reliant les bornes 36B, 38B, 40B des disjoncteurs aux bornes correspondantes du connecteur d'alimentation 46. L'épaisseur des pistes de puissance 102A et 104A est supérieure à 150 um. Au-dessous des couches de distribution 102 et 104 sont prévues deux couches de surveillance 106,108 délimitant les pistes de contrôle d'état 106A, 108A destinées å la connexion des bornes de contrôle d'état 36D, 36E, 38D, 38E, 40D, 40E des disjoncteurs. L'épaisseur des pistes de contrôle est de l'ordre de 35 um. Ces pistes relient les bornes de contrôle d'état au circuit de gestion 52. Enfin, le circuit imprimé 30 comporte une couche inférieure de drainage thermique 110 dont la piste métallique 110A a une épaisseur minimale de 150 um. Cette piste est destinée à évacuer la chaleur vers un dissipateur thermique. Comme connu en soi, les différentes couches du circuit imprimé sont accolées les unes aux autres pour former une plaque. Des lumières sont ménagées dans les différentes couches du circuit 30 afin de permettre la connexion des bornes des disjoncteurs et des connecteurs avec les pistes associées de l'une ou l'autre des couches. L'utilisation d'un tel circuit imprimé réduit le nombre de connexions filaires à effectuer, ce qui réduit le coût de montage et le poids du réseau. REVENDICATIONS 1.-Armoire (14, 16,18,20) de distribution secondaire de puissance électrique d'un avion, du type comportant des organes de protection électromécaniques (36,38,40), destinés à tre installés dans un réseau d'alimentation électrique d'un avion entre une armoire (12) de distribution principale de puissance et des organes fonctionnels (14A, 14B, 14C, 14D, 16A, 16B, 16C, 16D, 18A, 18B, 18C, 18D, 20A, 20B, 20C, 20D) de I'avion, caractérisée en ce qu'elle comporte un circuit imprimé sur lequel sont implantés les organes de protection (36,38,40), lequel circuit comporte des pistes de puissance (100A, 102A, 104A) auxquelles sont connectés les organes de protection, et en ce qu'elle comporte des moyens (44,46) de connexion électrique des pistes de puissance, d'une part, à un câble de puissance (22, 24,26,28) issu de l'armoire (12) de distribution principale de puissance et, d'autre part, à chacun des organes fonctionnels protégés. 2.-Armoire selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque organe de protection électromécanique est un disjoncteur. 3.-Armoire selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que chaque organe de protection comporte des bornes (36A, 36B, 38A, 38B, 40A, 40B) de connexion électrique aux pistes de puissance du circuit imprimé (30), et en ce qu'il est prévu des moyens (80) de fixation mecanique de chaque organe de protection au circuit imprimé (30), lesquels moyens de fixation mécanique (80) sont indépendants des bornes de connexion électri- que (36A, 36B, 38A, 38B, 40A, 40B). 4.-Armoire selon la revendication 3, caractérisée en ce que lesdits moyens de fixation mécanique (80) comportent une bretelle (82) chevauchant chaque organe de protection, laquelle bretelle (82) comporte, à ses extrémités, de part et d'autre de l'organe de protection, des pattes (84) de liaison mécanique au circuit imprimé (30). 5.-Armoire selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque organe de protection comporte un contact d'état, représentatif de !'état de l'organe de protection, et le circuit imprimé (30) comporte des pistes de contrôle d'état (106A, 108A) auxquelles sont reliés électriquement lesdits contacts d'état, le circuit imprimé (30) compor tant des moyens (56) de connexion des pistes de contrôle d'état à des moyens (70) de mise à disposition de t'état des organes de protection. 6.-Armoire selon la revendication 5, caractérisée en ce que le circuit imprimé (30) est un circuit imprimé multicouche, au moins une couche (100, 102,104) portant seulement des pistes de puissance (100A, 102A, 104A) et au moins une couche (106,108) portant seulement des pistes de contrôle d'état (106A, 108A). 7.-Armoire selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le circuit imprimé (30) est un circuit multicouche, au moins une couche (100) portant des pistes de puissance (100A) pour la liaison d'un câble de puissance (22,24,26,28) aux organes de protection (36, 38,40) et au moins une couche (102,104) portant des pistes de puissance (102A, 104A) pour la liaison des organes de protection (36,38,40) aux organes fonctionnels protégés. 8.-Armoire selon la revendication 6 ou 7, caractérisée en ce que le circuit imprimé comporte une couche de drainage thermique (110).