Brevet FR2799922A1 — publié le 20010420

La présente invention concerne une carte électronique pour un ré seau électrique d'un véhicule, du type comportant un circuit imprimé sur le quel sont implantés plusieurs équipements fonctionnels ayant chacun des bornes connexion aux pistes du circuit imprimé, le circuit imprimé com portant bornes de liaison de la carte au réseau électrique du véhicule. Dans le domaine de l'aéronautique et notamment dans les avions transport des passagers, il est usuel dans le réseau d'alimentation électrique intégré à l'appareil de prévoir en certains points de l'avion des boîtes à relais ou ensembles de relais comportant des platines sur lesquels sont montés ensemble de composants tels que des relais électromécaniques ou des dules de diodes permettant la commande des organes fonctionnels alimen tés électriquement installés dans l'avion. platines sont formées d'une structure d'accueil métallique ou composite sur laquelle sont implantés des socles des relais et des socles des modules de diodes. Elles comportent également des connecteurs avion permettant l'interface électrique entre un harnais électrique extérieur à la boîte ' relais et un câblage filaire interne à la boîte à relais, ce dernier étant installé entre les socles des équipements relais et diodes et les connecteurs avion. Au cours de la durée de vie d'un avion, il est souvent nécessaire de modifier son réseau d'alimentation électrique pour permettre l'implantation de nouveaux équipements, ou assurer une alimentation ou une commande différente pour des équipements nouveaux remplaçant des équipements initiaux de l'appareil. convient alors de modifier la structure du réseau électrique et no tamment des câblages des équipements relais et diodes contenus dans les boîtes a relais. Dans la pratique, ces modifications sont aisées à réaliser grâce à la technologie de câblage filaire utilisée pour établir la connexion électrique entre les socles des équipements relais et diodes et les connec teurs avion. Toutefois, pour des raisons de coût de fabrication, il est souhaité tuellement que les relais soient portés et connectés par des circuits impri més. De plus, il est souhaité que ces circuits puissent être reconfigurés fa cilement en cas d'évolution de l'avion. L'invention a pour but de fournir une carte électronique comportant un circuit imprimé sur lequel sont implantés plusieurs équipements fonctionnels et notamment des relais, qui puissent toutefois être modifiés en ce qui con cerne liaisons entre les différents équipements, de manière relativement aisée fiable. cet effet, l'invention a pour objet une carte électronique pour réseau électrique d'un véhicule, du type précité, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de modification du câblage de la carte prévus sur les pistes de circuit imprimé et associés chacun à une borne de connexion, lesquels moyens de modification du câblage sont implantés sur la carte au voisinage de l'équipement fonctionnel associé. Suivant des modes particuliers de réalisation, la carte électronique comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes moyens de modification du câblage de la carte comportent - cun une interruption dans la continuité de la piste sur laquelle ils sont vus, définissant ainsi dans la piste un tronçon initial relié à la borne de con nexion associée d'un équipement et un tronçon principal, ainsi que moyens amovibles d'établissement d'une liaison élastique initiale entre tronçons initial et principal ; - lesdits moyens amovibles d'établissement d'une liaison électrique initiale comportent l'un choisi dans le groupe consistant en : un conducteur électrique sécable soudé à ses deux extrémités aux tronçons initial et final, et un étrier conducteur amovible engagé dans deux broches femelles reliées aux tronçons initial et principal ; - moyens de modification du câblage comportent, sur le tronçon initial de piste, au moins un point de contact initialement laissé libre. - les moyens de modification du câblage comportent sur le tronçon principal de la piste au moins un point de contact initialement laissé libre ; - chaque point de contact initialement laissé libre comporte l'un choisi dans le groupe consistant en : une broche à wrapper, une broche femelle de connecteur de circuit imprimé et un contact de module de jonction ; - lesdits tronçons initiaux des pistes de circuits imprimés ont tous un dimensionnement adapté pour assurer la circulation d'un même courant électrique maximal de définition de la carte ; - chacun desdits tronçons principaux des pistes de circuit imprimé a un dimensionnement propre adapté pour assurer la circulation d'un courant électrique maximal propre à l'usage initial de la piste lors de la définition de la carte ; et - elle comporte des barrettes de support des équipements fonction nels comportant d'une part des contacts de connexion des équipements fonctionnels et d'autre part, au moins certains points de contact constituant les moyens de modification du câblage. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux - sins sur lesquels - figure 1 est une vue schématique d'une boîte à relais d'un avion, cette boite renfermant un ensemble de relais ; - figure 2 est une vue partielle en élévation des pastilles de - nexion circuit imprimé d'une carte selon l'invention ; - figure 3 est une vue schématique en coupe transversale du circuit selon l'invention ; - la figure 4 est une vue schématique des éléments de câblage pro pres à un équipement fonctionnel d'un circuit selon l'invention ; - les figures 5 à 9 sont des vues schématiques de variantes de réali sation de la structure d'une piste propre à une borne de connexion d'un équipement fonctionnel dans une carte selon l'invention ; et - figures 10 et 11 sont des vues partielles en élévation de deux variantes réalisation d'une carte selon l'invention dans lesquelles certains éléments moyens de modification du câblage sont intégrés dans les bar rettes support de relais électromécaniques la figure 1 sont représentés schématiquement les principaux élé ments d'une boîte à relais d'un avion. Celle-ci comporte essentiellement une carte électronique 10 selon l'invention, un ensemble de connecteurs avions 12 destinés à assurer la liaison électrique de la boîte à relais avec différents équipements électriques de l'avion, ainsi qu'un ensemble d'équipements fonctionnels 14 de la boite à relais non implantés sur la carte électronique. Plus précisément, la carte électrique 10 selon l'invention comporte un circuit imprimé multicouche 16 sur lequel sont implantés plusieurs équipe ments fonctionnels 18 tels que des relais électromécaniques et des diodes. Chacun de ces équipements comporte des bornes de connexion re liées électriquement à ou plusieurs couches du circuit imprimé 16. A cet effet, le circuit 16 comporte des pistes conductrices assurant plusieurs types de liaison entre les différents équipements fonctionnels 18 implantés sur la carte, et autres éléments de la boîte de relais. Ainsi, en fonction du type de connexion établie, les pistes de circuit imprimé peuvent être classées dans plusieurs catégories. Certaines pistes, notées 20, assurent la liaison de bornes de contact des équipements fonctionnels à la masse. D'autres, notées 22, assurent la liaison d'une borne de connexion d'un équipement 18 à une broche associée d'un connecteur avion 12. A cet effet, la piste 22 relie borne de connexion de l'équipement à une broche d'un connecteur de circuit imprimé 24. Une liaison filaire 26 est établie entre la broche correspondante du connecteur de circuit imprimé 24 et la broche associée du connecteur avion 12. En particulier, les liaisons filaires 26 sont réunies dans un faisceau de fils constituant un harnais. D'autres pistes notées 28 assurent l'interconnexion au sein du circuit imprimé de bornes de différents équipements. Une dernière catégorie de pistes conductrices notée 30 assure la liai son d'une borne d'un équipement 18 à une borne d'un équipement fonction nel déporté 14 implanté hors du circuit imprimé. A cet effet, les pistes 30 sont reliées chacune à une broche d'un connecteur de circuit imprimé 32, l'équipement fonctionnel 14 étant relié par une liaison filaire 34 à la broche correspondante du connecteur 32. En outre, au sein de la boîte à relais, des liaisons filaires 36 sont éta blies entre des bornes du module fonctionnel déporté 14 et des broches as sociées du connecteur avion 12. Enfin, des liaisons 38 sont établies entre la masse et les bornes correspondantes des équipements fonctionnels dépor tés 14. Dans la pratique, les broches des connecteurs de circuit imprimé et 32 sont de même nature et sont implantées dans les mêmes connecteurs de circuit imprimé. Ainsi, les connecteurs 24 et 32 identifiés sur la figure comportent chacun des broches assurant la liaison avec des équipements déportés 14 et avec un connecteur avion 12. Sur la figure 1 schématique, seuls deux équipements fonctionnels sont représentés. En réalité, de nombreux équipements fonctionnels même nature ou de natures différentes sont implantés sur un même circuit imprime 16. Par exemple, un même circuit imprimé peut porter jusqu'à plu sieurs dizaines de relais électromécaniques et plusieurs modules de diodes. Afin de faciliter la reconfiguration de la boîte à relais, et notamment la carte électronique qu'elle contient, chacune des pistes de circuit imprimé 20, 22, et 30, quel que soit le type de liaison électrique qu'elle assure, est équipée, pour chaque borne de connexion d'un équipement fonctionnel 18, de moyens de modification du câblage de la carte. Ces moyens propres chaque borne de connexion sont disposés sur le circuit imprimé au voisi nage de borne de connexion associée. La nature de ces moyens de dification du câblage sera décrite dans la suite de la description. Sur la figure 2 est représentée partiellement l'implantation des tilles de connexion aux pistes du circuit imprimé pour la liaison des bornes des équipements 18, des broches des connecteurs 24 et 32, ainsi que moyens de modification du câblage désignés par la référence générale 40. Sur cette figure apparaissent deux rangées 50 comportant une suc cession de groupes de pastilles de connexion pour l'implantation de relais électromécaniques. Chaque relais compote de 8 à 14 bornes de connexion suivant son type. Comme illustré sur la figure 3, des barrettes de support 52 sont plantées sur le circuit imprimé pour recevoir les relais électromécaniques désignés par 54 sur cette figure. Les bornes de connexion des relais sont engagées dans des contacts femelles correspondants des barrettes de - port, eux mêmes soudés aux pistes du circuit imprimé suivant les pastilles s'étendant suivant les rangées 50 de la figure 2. moyens de modification 40 et les connecteurs de circuits impri més 24 sont montés sur le circuit imprimé à côté des régions occupées par les équipements fonctionnels 18. Ils sont disposés soit sur la face opposée du circuit imprimé par rapport aux équipements comme cela est visible sur la figure 3 soit sur la même face du circuit imprimé que les équipements. En tout état de cause, les moyens de modification du câblage sont disposés au voisinage immédiat de chacune des bornes de connexion des équipements fonctionnels 18. Ces moyens de modification du câblage sont implantés, pour chaque borne d'un équipement fonctionnel, sur la piste de circuit imprimé correspondante selon trois pastilles de connexion disposées côte à côte. Ainsi, celles-ci peuvent être regroupées par tri-uplets de pas tilles adjacentes, comme schématisé par des cercles notés 60 sur la figure 2. Sur la figure 2, seule une piste du circuit imprimé est représentée pour des raisons de clarté. Les moyens de modification du câblage comportent une interruption 61 dans la continuité de la piste de circuit imprimé reliée à la borne de con nexion l'équipement fonctionnel. Cette interruption 61 est formée entre deux pastilles adjacentes disjointes 61A, 61B du circuit imprimé. Ainsi, chaque piste comporte d'une part un tronçon initial 62 reliant une borne 64 de l'équipement fonctionnel à une pastille 61A et d'autre part un tronçon principal 66 reliant la seconde pastille 61A soit à une autre borne de connexion d'un équipement fonctionnel, soit à une broche d'un connec teur de circuit imprimé ou encore à la masse. Les tronçons initial 62 et prin cipal sont ainsi disjoints sur le circuit imprimé. Sur la figure 4 est représentée généralement la structure des moyens de modification du câblage. On retrouve sur cette figure le tronçon initial du circuit imprimé 62 relié à la borne de connexion 64 de l'équipement fonction nel 18 ainsi que le tronçon principal 66 de la piste de circuit imprimé, ce der nier aboutissant, dans l'exemple représenté, à une broche 68 d'un connec- Leur de circuit imprimé. Cette dernière est reliée par une liaison filaire à une broche 70 d'un connecteur avion. Selon l'invention, pour une borne d'un équipement fonctionnel 1 moyens de modification du câblage 40 comportent, sur le tronçon initial un premier point de contact 72 laissé libre initialement et un second point contact initialement câblé, reliés l'un à l'autre par un tronçon 76 du tron çon 62. second point de contact 74 est implanté sur la pastille 61A. outre, les moyens de modification du câblage 60 comportent un point contact primaire 78 prévu sur le tronçon principal 66 de la piste de circuit imprimé. Celui-ci est implanté sur la pastille 61 B. Les pistes 62 et 66 étant disjointes sur le circuit imprimé, les moyens 40 de modification du câblage comportent initialement une liaison électrique 80 établissant une liaison électrique entre le second point de contact 74 le point de contact primaire 78. Cette liaison électrique 80 ou "shunt" est - vible pour permettre une reconfiguration aisée de la carte électronique. On conçoit qu'avec une carte électronique selon l'invention, il est aisé de modifier la connexion de chacun des éléments de la carte, en supprimant d'abord la liaison 80 prévue entre les tronçons initial et principal de la piste de circuit imprimé, puis en rétablissant la liaison de la borne de connexion 64 de l'équipement ainsi isolé à partir du point de contact initialement libre 72, grâce à une liaison filaire établie par tout moyen approprié. particulier, une liaison filaire peut alors être établie directement depuis broche 70 du connecteur avion jusqu'à un point de contact d'un équipement différent du point de contact auquel était initialement liée broche considérée du connecteur avion. Une liaison filaire peut aussi etre établie entre les deux broches 72 de deux équipements qui n'étaient reliés initialement. De même, dans certains cas, des connexions peuvent également être établies depuis les points de contact 74 et 78, après retrait ou destruction la liaison électrique 80. Tous les tronçons initiaux 62, établis entre les bornes de connexion 64 et les points de contact 74, ont un dimensionnement adapté pour - porter une même intensité maximale définie lors du dimensionnement de la carte électronique. L'intensité maximale est par exemple de 10 ampères. revanche, le tronçon principal 66 de chaque piste de circuit impri mé dimensionné individuellement en fonction du courant électrique qu'il est supposé conduire dans la configuration initiale de la carte électronique. Ainsi, tronçons peuvent être dimensionnés chacun pour une intensité maximale comprise entre 3 et 10 ampères. On comprend que, après reconfiguration de la carte, notamment sectionnement ou destruction de la liaison 80, le tronçon principal 66 du cir cuit imprimé n'est plus utilisé, celui-ci étant remplacé par liaison filaire aboutissant directement au point de contact initialement libre 72. Ainsi, il n'est pas nécessaire initialement de dimensionner le tronçon principal 66 en fonction d'une même intensité maximale pouvant être rencontrée sur le cir cuit imprimé. Ce tronçon doit être dimensionné seulement pour supporter l'intensité maximale pouvant être rencontrée dans la configuration initiale de la carte en sortie de la borne de connexion associée. En revanche, le tron çon initial 62 est dimensionné pour supporter l'intensité maximale définie pour la carte, afin de permettre toutes les reconfigurations possibles de cette carte. Différents modes de réalisation des moyens 40 modification du câblage sont illustrés sur les figures 5 à 9. Sur ces figures, éléments cor respondant à ceux de la figure 4 sont désignés par une référence à trois chiffres, dont le premier chiffre reprend le numéro de la figure, deux der niers chiffres reprenant les numéros de référence donnés à l'élément cor respondant sur la figure 4. Dans le mode de réalisation de la figure 5, le point de connexion ini tialement libre 572 est formé par une broche à wrapper, permettant la liaison par wrapping d'un fil de liaison auxiliaire utilisé lors d'une reconfiguration de la carte électronique. On désigne par wrapping une connexion enroulée sans soudure. La liaison initiale 580, établie entre les points de contact 574 et 578 est réalisée par un fil électrique soudé aux deux points de connexion direc tement sur les pastilles du circuit imprimé. La partie courante du fil est ac- cessible pour permettre de sectionner celui-ci à l'aide par exemple d'une pince coupante. En outre, dans ce mode de réalisation une broche à wrapper supplé mentaire 580 est prévue sur le tronçon principal 566 au voisinage de la bro che 568 du connecteur avion. Ceci est dû au fait que le fil utilisé pour réali ser la liaison 26 pourrait être d'une technologie différente de celle du fil utili sé pour réaliser la connexion filaire en wrapping. II est donc impossible de prevoir une liaison filaire en wrapping directe entre la broche 572 et le point contact 70. L'ajout d'une liaison entre un équipement 18 et le connecteur est donc réalisé par ajout d'une liaison filaire en wrapping entre la broche concernée et la broche 590 concernée et d'une deuxième liaison filaire entre le point de contact 568 et le point de contact 70. Dans le mode de réalisation de la figure 6, la liaison électrique 680, etablie entre les points de contact 674 et 678, est formée, comme précé demment, d'un fil électrique sécable soudé aux deux points de connexion. revanche, le point de contact initialement libre 672 est formé d'une bro- femelle de connecteur de circuit imprimé. Un tel connecteur est par exemple un connecteur SUBD, ou un connecteur rectangulaire DIN 41612. La variante de réalisation représentée sur la figure 7 reprend tous les élements du mode de réalisation de la figure 6. Toutefois, un second point contact initialement libre 790 est ajouté à côté du point de contact initia lement libre 772. Celui-ci est formé également par une broche femelle de connecteur de circuit imprimé. Dans le mode de réalisation de la figure 8, le point de contact initia lement libre 872 est formé d'un contact de module de jonction soudé sur le circuit imprimé. De même, deux contacts de modules de jonction sont pré vus pour former les points de contact 874 et 878. Un fil 880 en forme d'étrier est engagé dans ces contacts de modules de jonction 874, 878 pour assurer la liaison électrique entre le tronçon initial 862 et le tronçon principal 866 la piste de circuit imprimé. Chaque contact de module de jonction est formé, comme connu soi, d'un contact cylindrique définissant un fût de réception d'une partie mâle sertie sur un fil, cette dernière étant retenue par au moins un ergot élastique faisant saillie à l'intérieur du fût ou juste au-dessus. Un tel contact est par exemple présent dans un module de type NSA 937 901. Le mode de réalisation représenté sur la figure 9 constitue une va riante du mode de réalisation de figure 8 dans lequel les contacts 974 et 978 sont dépourvus de module jonction, la liaison électrique entre les tronçons initial 962 et principal étant réalisée, comme dans les modes de réalisation des figures 5 à 7, un fil électrique 980 soudé directement sur des pastilles du circuit imprime. Sur la figure 10 est représentée une barrette de support de relais no tée 1052 intégrant à la fois les contact femelles 1064 dans lesquels sont en gagés les bornes de connexion des relais électromécaniques et les tri-uplets de contacts de modules de jonction 1072, 1074 et 1078 correspondant aux points de contact 872, 874, 878 du mode de réalisation décrit schématique ment en regard de la figure 8. Ainsi, les contacts 1072, 1074, 1078 et les contacts femelles 1064 sont portés par une même embase en matière isolante à l'intérieur de laquelle ils sont retenus et protéges. Sur la figure 11, est representée une barrette de support de relais noté 1152 spécifiquement conçue pour être utilisée dans un mode de réali sation de l'invention tel qu'illustré schématiquement sur la figure 9. Ainsi, la barrette 1152 comporte d'une part les contact femelles 1164 de réception des bornes de connexion des relais et d'autre part, pour cha que borne de connexion d'un relais, un contact de module de jonction 1172 correspondant au point de contact initialement libre 972. En revanche, les points contact 1174 et 1178 correspondant aux contacts 974 et 978 sont formes seulement par des pastilles de circuit im primé, non intégrées à la barrette 1152 de support des relais. REVENDICATIONS 1.- Carte électronique (10) pour réseau électrique d'un véhicule, du type comportant un circuit imprimé (16) sur lequel sont implantés plusieurs . équipements fonctionnels (18) ayant chacun des bornes (64) de connexion aux pistes 66) du circuit imprimé, le circuit imprimé (1 comportant des bornes (68) liaison de la carte au réseau électrique du véhicule, caracté risée en ce elle comporte des moyens (40) de modification du câblage de la carte prévus sur les pistes (62, 66) de circuit imprimé associés chacun à une borne de connexion (64), lesquels moyens (40) modification du câblage sont implantés sur la carte au voisinage de l'équipement fonctionnel associé (1 2.- Carte selon la revendication 1, caractérisée en que les moyens (40) de modification du câblage de la carte comportent chacun une interrup tion (61) dans la continuité de la piste sur laquelle ils sont prévus, définissant ainsi dans piste un tronçon initial (62) relié à la borne connexion asso ciée (64) équipement (18) et un tronçon principal (66), ainsi que des moyens amovibles (80) d'établissement d'une liaison élastique initiale entre les tronçons initial (62) et principal (66). 3.- Carte selon la revendication 2, caractérisée ce que lesdits moyens (80) amovibles d'établissement d'une liaison électrique initiale com portent l'un choisi dans le groupe consistant en : un conducteur électrique sécable soudé à ses deux extrémités aux tronçons initial (62) et final (66), et un étrier conducteur amovible engagé dans deux broches femelles reliées aux tronçons initial (62) et principal (66). 4.- Carte selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que les moyens (40) de modification du câblage comportent, sur le tronçon initial (62) de la piste, au moins un point de contact (72) initialement laissé libre. 5.- Carte selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractéri sée en ce que les moyens (40) de modification du câblage comportent sur le tronçon principal (66) de la piste au moins un point de contact (590) initiale ment laissé libre. 6.- Carte selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que cha que point de contact (72, 590) initialement laissé libre comporte l'un choisi dans le groupe consistant en : une broche à wrapper, une broche femelle de connecteur de circuit imprimé et un contact de module de jonction. 7.- Carte selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractéri sée en ce que lesdits tronçons initiaux (62) des pistes de circuits imprimés ont tous un dimensionnement adapté pour assurer la circulation d'un même courant électrique maximal de définition de la carte. 8.- Carte selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractéri sée en ce que chacun desdits tronçons principaux (66) des pistes de circuit imprimé a un dimensionnement propre adapté pour assurer la circulation d'un courant électrique maximal propre à l'usage initial de la piste lors de définition de carte. 9.- Carte selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée ce qu'elle comporte des barrettes (1052 ; 1152) de support des équipements fonctionnels (18) comportant d'une part des contacts (1064; 1164) de connexion des équipements fonctionnels (18) et d'autre part, au moins certains points de contact (1072, 1074, 1078 ; 1172) consti tuant les moyens (40) de modification du câblage.