Brevet FR3022727A1 — publié le 20151225

TITRE SYSTEME ELECTRIQUE AVEC BROCHE DE MASSE DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne le domaine de la connexion à une masse électrique dans les systèmes électriques. ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE Dans certains systèmes électriques, il est connu de commander un module électrique de puissance au moyen d'une carte électronique disposée contre un module électrique comportant un boîtier dans lequel des composants électriques sont agencés. Le boîtier comporte généralement un fond conducteur formant une masse électrique, des parois latérales s'élevant du fond et un couvercle destiné à fermer le boîtier. Or, le module électrique émet des ondes électromagnétiques qui risquent de perturber le fonctionnement de la carte électronique. Pour éviter ce problème, lors de l'assemblage du système électrique, il est connu d'intercaler, entre le module électrique de puissance et la carte de commande, une pièce supplémentaire formant un blindage électromagnétique. Le blindage est par exemple formé d'une feuille de métal sensiblement plane. Par ailleurs, il est souvent nécessaire de connecter la carte de commande à la masse électrique formée généralement par le fond du boîtier. Pour cela, le fond s'étend au-delà des parois latérales pour que des parties du fond soient apparentes de l'extérieur du boîtier. Des jambes conductrices sont alors disposées, à l'extérieur du boîtier, sur ces parties 25 apparentes. Les jambes servent à supporter le blindage. La carte de commande est alors connectée au blindage, par exemple au moyen d'une 3022727 2 crevée réalisée dans le blindage et venant au contact de la carte de commande. L'invention a pour but de proposer un système électrique permettant une connexion plus facile de la carte de commande à la masse électrique. 5 RÉSUMÉ DE L'INVENTION À cet effet, il est proposé un système électrique comportant : - un boîtier dans lequel des composants électriques sont destinés à être agencés, le boîtier comportant : - un corps de boîtier délimitant une ouverture, le corps de boîtier 10 comportant un fond dont au moins une partie est conductrice électriquement et destinée à former une masse électrique du système électrique, et - un couvercle destiné à obstruer l'ouverture pour fermer le boîtier, le couvercle comportant une paroi isolante, 15 le système électrique étant caractérisé en ce qu'il comporte en outre : - une broche de masse s'étendant depuis la partie conductrice du fond du boîtier et destinée à traverser le couvercle du boîtier pour être connectée à une carte de commande des composants électriques afin de connecter électriquement la carte de commande 20 à la masse électrique, la carte de commande étant destinée à s'étendre à l'extérieur du boîtier en face du couvercle. Grâce à l'invention, la carte de commande peut être connectée à la broche de masse, de la même manière qu'elle est connectée à d'autres broches de commande des composants électriques. Ainsi, grâce à l'utilisation de la broche de masse, la connexion à la masse n'est pas différente de la connexion aux broches de commande et le processus de fabrication du système électrique est simplifié. De façon optionnelle, le système électrique comporte en outre : 3022727 3 - un blindage électromagnétique destiné à réduire les interférences électromagnétiques entre les composants électriques et la carte électronique de commande, et le couvercle comporte le blindage électromagnétique qui est directement 5 fixé à la paroi isolante. De façon optionnelle également, la broche de masse traverse le blindage électromagnétique en contactant le blindage électromagnétique de manière à connecter électriquement le blindage électromagnétique à la masse électrique. 10 De façon optionnelle également, le blindage électromagnétique est fixé sur une face inférieure de la paroi isolante, cette face inférieure étant destinée à être orientée vers l'intérieur du boîtier lorsque le couvercle ferme le boîtier. De façon optionnelle également, le blindage électromagnétique 15 comporte une plaque conductrice fixée à la paroi isolante. De façon optionnelle également, la plaque conductrice est fixée par collage, clippage ou encore bouterollage à la paroi isolante. De façon optionnelle également, la plaque conductrice est enrobée de matière isolante, la paroi isolante étant formée au moins en partie par cet 20 enrobage. De façon optionnelle également, le blindage électromagnétique comporte une couche de peinture conductrice revêtant la paroi isolante. De façon optionnelle, la broche de masse est intégrée au corps de boîtier, notamment à une paroi latérale du boîtier. En particulier, la broche de 25 masse est surmoulée dans le corps de boîtier, notamment dans la paroi latérale. DESCRIPTION DES FIGURES Des modes de réalisation de l'invention vont à présent être décrits à titre d'exemple uniquement, en référence aux figures suivantes. 3022727 4 La figure 1 est une vue en coupe d'un premier système électrique selon l'invention. La figure 2 est une vue éclatée en trois dimensions du premier système électrique de la figure 1. 5 La figure 3 est un schéma-blocs des étapes d'un procédé de fabrication du premier système électrique de la figure 1. La figure 4 est une vue en coupe d'un second système électrique selon l'invention. DESCRIPTION DÉTAILLÉE 10 En référence aux figures 1 et 2, un premier système électrique 100 selon l'invention va à présent être décrit. Le système électrique 100 est par exemple compris dans un onduleur ou plus généralement dans un convertisseur de tension. Le système électrique 100 comporte tout d'abord un module électrique 15 102. Le module électrique 102 comporte tout d'abord un boîtier 104. Le boîtier 104 comporte tout d'abord un fond 106 dont au moins une partie est conductrice électriquement. Dans l'exemple décrit, le fond 106 est formé entièrement de la partie conductrice. La partie conductrice comporte 20 par exemple une plaque en métal, par exemple en nickel ou en cuivre, plane et rectangulaire, et présentant par exemple une épaisseur comprise entre 1 et 5 millimètres. La partie conductrice du fond 106 est destinée à former une masse électrique du système électrique 100, ainsi qu'une plaque froide pour la dissipation de chaleur. 25 Le boîtier 104 comporte en outre des parois latérales 108 qui sont isolantes, par exemple en matière plastique, et s'élèvent du fond 106. Les parois latérales 108 délimitent, à l'opposé du fond 106, une ouverture 110 du boîtier 104. Les parois latérales 108 présentent des doigts 112 s'étendent vers le haut, c'est-à-dire à l'opposé du fond conducteur 106 du boîtier 104. 3022727 5 Les doigts 112 sont destinés à supporter une carte électronique qui sera décrite plus loin. Le fond 106 et les parois latérales 108 forment un corps de boîtier. Le boîtier 104 comporte en outre un couvercle 114 destiné à obstruer 5 l'ouverture 110 pour fermer le boîtier 104. Le couvercle 114 peut par exemple être clippé aux parois latérales 108, ou bien encore être collé à ces parois latérales 108. Le couvercle 114 comporte une paroi 116 isolante, par exemple en matière plastique, et un blindage électromagnétique 118 directement fixé à la 10 paroi 116. Ainsi, le blindage 118 fait partie du couvercle 114 est fixé à la paroi isolante même lorsque le couvercle 114 est séparé du corps du boîtier. Par exemple, le blindage 118 est fixé directement sur l'une des faces de la paroi 116: sur la face inférieure de la paroi 116, c'est-à-dire celle orientée vers l'intérieur du boîtier 104 (c'est-à-dire vers le fond 106 du boîtier 104) 15 lorsque le couvercle 114 ferme le boîtier 104, ou bien sur la face supérieure de la paroi 116, c'est-à-dire celle orientée vers l'extérieur du boîtier 104 lorsque le couvercle 114 ferme le boîtier 104. De préférence, le blindage 118 recouvre au moins 80% de la face de la paroi 116 sur laquelle il est fixé. 20 De préférence, le blindage 118 est fixé sur la face inférieure de la paroi 116. Le blindage 118 est par exemple sous la forme d'une plaque conductrice collée contre la paroi 116. De manière alternative, la plaque conductrice peut être clippée sur la 25 paroi 116. Dans ce cas, les clips sont par exemple portés par la paroi 116 et insérés avec déformation dans des trous percés dans la plaque conductrice. De manière alternative encore, la plaque conductrice peut être bouterollée à la paroi 116. Dans ce cas, les pions de bouterollage sont par exemple portés par la paroi 116 et insérés dans des trous percés dans la plaque de blindage avant d'être écrasés. 3022727 6 De manière alternative encore, le blindage 118 peut être sous la forme d'une couche de peinture (c'est-à-dire d'une couche n'ayant pas de structure solide propre) revêtant la face inférieure ou supérieure de la paroi 116. Le module électrique 102 comporte en outre une broche de masse 5 120 partant de la partie conductrice du fond 106 du boîtier 104 et s'étend vers le haut pour traverser la carte électronique de support 124 et le couvercle 114 et atteindre la carte électronique de commande 128. En particulier, la broche de masse 120 traverse le blindage électromagnétique 118 en étant en contact avec ce dernier, de manière à ce que le blindage 10 électromagnétique 118 soit relié à la masse électrique. La broche de masse 120 est connectée électriquement à la partie conductrice du fond 106 du boîtier 104 par tout moyen. La broche de masse 120 peut être fixée à la partie conductrice du fond 106, ceci par tout moyen. La broche de masse 120 est par exemple vissée ou soudée à la partie conductrice du fond 106 du 15 boîtier 104 ou bien connectée à la partie conductrice du fond 106 du boîtier par tout procédé de fusion de matière. La broche de masse 120 peut encore être venue de matière avec le blindage 118. Le module électrique 102 comporte en outre des composants 122 électriques agencés dans le boîtier 104. Les composants 122 sont par 20 exemple des composants de puissance, c'est-à-dire destinés à être parcouru par des courants électriques supérieurs à 1 ampère. Dans l'exemple décrit, le module électrique 102 comporte une carte électronique de support 124 des composants 122. La carte électronique de support 124 est disposée dans le boîtier 104, par exemple contre le fond 106 25 du boîtier 104. Les composants 122 sont montés sur la carte électronique de support 124, par exemple sur sa face supérieure, c'est-à-dire celle orientée vers l'intérieur du boîtier 104, à l'opposé du fond conducteur 106 du boîtier 104. La carte électronique de support 124 présente, sur sa face supérieure, une première couche conductrice (non représentée) formant des connexions 30 électriques entre les composants 122. La carte électronique de support 124 comporte en outre, sur sa face inférieure, c'est-à-dire celle plaquée contre le fond 106 du boîtier 104, une seconde couche conductrice (non représentée) 3022727 7 au contact de la partie conductrice du fond 106 du boîtier 104. Cette seconde couche conductrice est connectée électriquement à certaines des connexions électriques de la face supérieures de manière à ce que les composants 122 soient électriquement connectés à la masse électrique. 5 Le module électrique 102 comporte en outre des broches de commande 126 connectées aux composants 122 et destinées à traverser le couvercle 114 pour déboucher à l'extérieur du boîtier 104. À cet effet, le couvercle 114 est percé d'ouvertures de passage des broches de commande 126. La paroi 116 présente, autour de chacune de ces ouvertures, une 10 couronne s'étendant vers le bas de manière à s'intercaler entre les broches de commande 126 et le blindage 118, afin d'éviter des faux contacts entre les broches de commande 126 et la masse électrique. Le système électrique 100 comporte en outre une carte électronique de commande 128 des composants 122 du boîtier 104. La carte électronique 15 de commande 128 est destinée à venir reposer sur les doigts 112 du boîtier 104 de manière à s'étendre à l'extérieur du boitier 104, en face du couvercle 114. La carte électronique de commande 128 est connectée aux broches de commande 126 et à la broche de masse 120 sortant du couvercle 114. 20 Les broches de commande 126 permettent ainsi à la carte électronique de commande 128 de commander les composants 122. La broche de masse 120 permet à la carte électronique de commande 128 d'être connectée à la masse électrique comme cela sera expliqué plus loin. Le blindage 118 est destiné à réduire les interférences 25 électromagnétiques entre, d'une part, la carte électronique de commande 128 et, d'autre part, les composants électriques 122 et la carte électronique de support 124. Par exemple, le blindage 118 permet de diminuer de 50% les rayonnements électromagnétiques reçus par la carte électronique de commande 128 en provenance des composants 122. 30 Le système électrique 100 comporte en outre un carter 138 dans lequel le module électrique 102 est disposé. 3022727 8 Le carter 138 comporte un fond 140 contre lequel le fond 106 du boîtier 104 est fixé. En outre, une conduite 142 est ménagée dans le fond 140 du carter 138, en particulier en-dessous du fond 106 du boîtier 104. Un liquide de 5 refroidissement, comme de l'eau, est destiné à parcourir cette conduite 142 pour refroidir le fond 140 du carter 138, et ainsi le fond 106 du boîtier 104. En référence à la figure 3, un procédé de fabrication du système électrique 100 va à présent être décrit. 10 Au cours d'une étape 302, lorsque le blindage 118 comporte une plaque conductrice, la broche de masse 120 est fixée à la plaque conductrice du blindage 118. Au cours d'une étape 304, le blindage 118 est fixé directement à la paroi 116 pour former le couvercle 114. En particulier, lorsque la broche de 15 masse a été fixée à l'étape 302 à la plaque conductrice du blindage, la broche de masse 120 est passée dans une ouverture de la paroi 116 prévue à cet effet. Au cours d'une étape 306, le corps de boîtier est assemblé. Le corps de boîtier comporte le fond 106 et les parois latérales 108 du boîtier 104. 20 Au cours d'une étape 308, la broche de masse 120 est fixée à la partie conductrice du fond 106. Au cours d'une étape 312, la carte électronique de support 124, les composants 122, les broches de commande 126 et la connexion de masse 130 sont disposés dans le corps de boîtier. En particulier, la broche de 25 masse 120 est passée dans une ouverture de la carte électronique de support 124 prévue à cet effet. Au cours d'une étape 314, le couvercle 114 est posé dans l'ouverture 110 pour l'obstruer. En particulier, les broches de commande 126 (et de masse 120) sont passées dans des ouvertures respectives du couvercle 114 30 prévues à cet effet. Au cours d'une étape 318, la carte électronique de commande 128 est rapportée sur les doigts 112 et fixée au boîtier 104. En particulier, les 3022727 9 broches de commande 126 et de masse 120 sont passées dans des ouvertures respectives de la carte de commande 126 prévues à cet effet. Au cours d'une étape 320, les broches de commande 126 sont connectées à la carte électronique de commande 128 pour que cette 5 dernière puisse commander les composants électriques 122. En outre, la broche de masse 120 est connectée à la carte électronique de commande 128 pour que cette dernière soit connectée électriquement à la masse électrique. Au cours d'une étape 322, le fond 106 du boîtier 104 est fixé contre le 10 fond 140 du carter 138. En référence à la figure 4, un deuxième système électrique 400 selon l'invention va à présent être décrit. Le système électrique 400 est identique à celui de la figure 1, si ce 15 n'est que le couvercle 114 comporte une seconde paroi 402 isolante enserrant avec la première paroi 116 le blindage 118. Par exemple, le blindage 118 comporte une plaque conductrice enrobée de matière isolante, par exemple de matière plastique. La matière isolante recouvrant une face de la plaque conductrice forme la première 20 paroi 116 et la matière isolante recouvrant l'autre face de la plaque conductrice forme la seconde paroi 402. De préférence, la plaque conductrice du blindage 118 est percée, avant l'enrobage, d'ouvertures de passage des broches de commande 126. De manière alternative, la seconde paroi 402 est fixée à la plaque 25 conductrice du blindage électromagnétique 118 par collage, clippage ou bouterollage comme cela a été décrit plus haut pour la première paroi 116. Le procédé de fabrication du second système électrique 400 est similaire à celui du premier système électrique 100. 30 La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits précédemment, mais est au contraire définie par les revendications 3022727 10 qui suivent. Il sera en effet apparent à l'homme du métier que des modifications peuvent y être apportées. En particulier, chacun des modes de réalisation décrits précédemment peut être modifié pour incorporer des caractéristiques d'autres modes de 5 réalisation. Par ailleurs, les termes utilisés dans les revendications ne doivent pas être compris comme limités aux éléments des modes de réalisation décrits précédemment, mais doivent au contraire être compris comme couvrant tous les éléments équivalents que l'homme du métier peut déduire à partir de ses 10 connaissances générales. En outre, les modes de réalisation décrits pourraient ne pas comprendre de blindage électromagnétique 118. REVENDICATIONS1. Système électrique (100 ; 400) comportant : - un boîtier (104) dans lequel des composants électriques (122) sont destinés à être agencés, le boîtier (104) comportant : - un corps de boîtier (106, 108) délimitant une ouverture (110), le corps de boîtier (106, 108) comportant un fond (106) dont au moins une partie est conductrice électriquement et destinée à former une masse électrique du système électrique (100), et - un couvercle (114) destiné à obstruer l'ouverture (110) pour fermer le boîtier (104), le couvercle (114) comportant une paroi isolante (116), le système électrique (100) étant caractérisé en ce qu'il comporte en outre : - une broche de masse (120) s'étendant depuis la partie conductrice du fond (106) du boîtier (104) et destinée à traverser le couvercle (114) du boîtier (104) pour être connectée à une carte de commande (128) des composants électriques (122) afin de connecter électriquement la carte de commande (128) à la masse électrique, la carte de commande (128) étant destinée à s'étendre à l'extérieur du boîtier (104) en face du couvercle (114). 2. Système électrique (100 ; 400) selon la revendication 1, comportant en outre : - un blindage électromagnétique (118) destiné à réduire les interférences électromagnétiques entre les composants électriques (122) et la carte électronique de commande (128)' et dans lequel le couvercle (114) comporte le blindage électromagnétique (118) qui est directement fixé à la paroi isolante (116). 3. Système électrique (100 ; 400) selon la revendication 2, dans lequel la broche de masse (120) traverse le blindage électromagnétique (118) en 3022727 12 contactant le blindage électromagnétique (118) de manière à connecter électriquement le blindage électromagnétique (118) à la masse électrique. 4. Système électrique (100 ; 400) selon la revendication 2 ou 3, dans lequel le blindage électromagnétique (118) est fixé sur une face inférieure de 5 la paroi isolante (116), cette face inférieure étant destinée à être orientée vers l'intérieur du boîtier (104) lorsque le couvercle (114) ferme le boîtier (104). 5. Système électrique (100 ; 400) selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, dans lequel le blindage électromagnétique (118) 10 comporte une plaque conductrice fixée à la paroi isolante (116). 6. Système électrique (100) selon la revendication 5, dans lequel la plaque conductrice est fixée par collage, clippage ou encore bouterollage à la paroi isolante (116). 7. Système électrique (400) selon la revendication 5, dans lequel la 15 plaque conductrice est enrobée de matière isolante, la paroi isolante (116) étant formée au moins en partie par cet enrobage. 8. Système électrique (100) selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, dans lequel le blindage électromagnétique (118) comporte une couche de peinture conductrice revêtant la paroi isolante (116). 20 9. Système électrique (100 ; 400) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la broche de masse (120) est intégrée au corps de boîtier (106, 108), notamment à une paroi latérale (108) du boîtier.