Brevet FR3044862A1 — publié le 20170609

SUPPORT D'UNE CARTE ELECTRONIQUE, ENSEMBLE D'UNE CARTE ELECTRONIQUE ET D'UN TEL SUPPORT, CONVERTISSEUR DE TENSION LE COMPRENANT ET MACHINE ELECTRIQUE POUR VEHICULE AUTOMOBILE LE COMPRENANT L'invention a pour objet un support configuré pour supporter une carte électronique, et un ensemble comprenant une carte électronique et un tel support. L'invention concerne également un convertisseur de tension comprenant un tel ensemble et une machine électrique pour véhicule automobile comprenant un tel convertisseur de tension. Les cartes électroniques, également appelées circuits imprimés, sont des supports, en général présentés sous la forme d'une plaque, permettant de relier électriquement un ensemble de composants électroniques entre eux dans le but de réaliser un circuit électronique complexe. Une carte électronique peut être connectée à un ou plusieurs types de composants, comme par exemple un connecteur électrique, une autre carte électronique, ou encore des composants électroniques de puissance. La connexion d'une carte électronique avec un composant est réalisée par l'insertion des contacts mâles du composant dans les contacts femelles correspondants de la carte électronique. Cependant, une difficulté apparait lorsque l'on souhaite connecter une carte électronique à une pluralité de composants : les contacts mâles peuvent ne pas être correctement positionnés en face des contacts femelles correspondants. En effet, le jeu de montage associant les tolérances de positionnement des contacts mâles est supérieur au jeu laissé sur les contacts femelles pour réaliser la soudure. Un mauvais positionnement des contacts mâles sur un composant peut entrainer un endommagement de ces contacts mâles lors de leur insertion dans les contacts femelles correspondants. Ce mauvais positionnement peut également provoquer une non connexion du composant à la carte électronique. Par ailleurs, dans le cas où la carte électronique et le support pour la carte électronique sont destinés à être intégrés dans un convertisseur de tension, lui-même destiné à être intégré dans une machine électrique tournante, un mauvais positionnement des contacts mâles sur un composant destiné à être connecté avec la carte électronique peut entraîner un dysfonctionnement du convertisseur de tension, et par conséquent de la machine tournante. 3044862 2 La présente invention vise à remédier à ces inconvénients en proposant un support de carte électronique permettant de connecter efficacement la carte électronique à au moins un composant. A cet effet, l'invention a pour objet un support de carte électronique configuré pour 5 supporter une carte électronique destinée à être connectée à au moins un composant, le au moins un composant comprenant au moins un contact mâle destiné à être inséré dans un contact femelle correspondant de la carte électronique, le support de la carte électronique étant destiné à être agencé entre la carte électronique et le au moins un composant et comprenant des éléments de guidage du au moins un contact mâle vers le 10 contact femelle correspondant. Avantageusement, grâce à tel support selon l'invention, les défauts de positionnement des contacts mâles sur les composants sont corrigés par les éléments de guidage qui permettent de recentrer les contacts mâles vers les contacts femelles. 15 Le support de carte électronique selon l'invention peut également comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons possibles : - les éléments de guidage comprennent des orifices de guidage ; - les éléments de guidage comprennent un orifice de guidage par contact mâle, et/ou 20 - l'ouverture de l'extrémité des orifices située sur une face du support de la carte électronique est supérieure à l'ouverture de l'extrémité des orifices située sur la face opposée ; - l'ouverture de l'extrémité des orifices située sur une face du support de la carte électronique est inférieure ou égale à la largeur du contact femelle de la carte 25 électronique ; - le support de carte électronique comprend des éléments de positionnement de la carte électronique sur le support de la carte électronique destinés à positionner la carte électronique sur le support de ladite carte électronique dans une position prédéterminée ; 30 - le support de carte électronique forme un boitier destiné à recevoir un gel d'étanchéité ; - le support de la carte électronique est en matière plastique. L'invention se rapporte également à un ensemble d'une carte électronique et d'un 35 support de carte électronique tel que décrit précédemment et sur lequel est disposée la carte électronique, dans lequel les éléments de guidage du support de la carte 3044862 3 électronique sont destinés à guider le au moins un contact mâle du au moins un composant vers le au moins un contact femelle correspondant de la carte électronique. Selon un mode de réalisation de l'ensemble d'une carte électronique et du support de carte électronique, les éléments de guidage comprennent des orifices de guidage de sorte 5 que l'ouverture de l'extrémité des orifices située du côté de la carte électronique est inférieure à l'ouverture de l'extrémité des orifices située du côté du au moins un composant. L'invention a également pour objet un convertisseur de tension, notamment destiné à 10 alimenter une machine électrique, comprenant au moins un ensemble d'une carte électronique et d'un support de la carte électronique tel que décrit précédemment. De préférence, le ou chaque composant fait partie d'au moins un module électronique de puissance et la carte électronique est une carte de contrôle dudit module électronique. Le convertisseur de tension peut également comprendre un boitier ayant un fond sur 15 lequel le au moins un module électronique de puissance est monté, dans lequel le support de la carte électronique est positionné dans le boîtier de sorte à être en vis-à-vis dudit module électronique de puissance, le au moins un contact mâle dudit module électronique de puissance étant destiné à être guidé vers un contact femelle de la carte électronique par les éléments de guidage du support de ladite carte électronique. 20 Un autre objet de l'invention concerne une machine électrique pour véhicule automobile, comprenant au moins un convertisseur de tension tel que décrit précédemment et intégré au boitier de la machine. Par exemple, la machine électrique est un démarreur, un alterno-démarreur ou une autre machine embarquée dans le véhicule. 25 D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaitront à la lecture de la description et des figures suivantes : - la Figure 1 est une vue générale d'un mode de réalisation d'un support de carte électronique selon l'invention, 30 - la Figure 2 représente une vue tridimensionnelle détaillée en coupe d'un support supportant une carte électronique connectée à un composant, et - la Figure 3 est une vue éclatée d'un mode de réalisation d'un convertisseur de tension selon l'invention. Il est à noter que ces dessins n'ont d'autre but que d'illustrer le texte de la description 35 et ne constituent en aucune sorte une limitation de la portée de l'invention. 3044862 4 Sur les différentes figures, les éléments analogues sont désignés par des références identiques. Dans la suite de la description, les termes « support de carte électronique » et « support de la carte électronique » sont utilisés indifféremment et doivent être considérés 5 comme désignant le même dispositif. La Figure 1 est une vue générale d'un mode de réalisation d'un support 1 de carte électronique selon l'invention. Le support 1 de carte électronique est configuré pour supporter une carte 10 électronique destinée à être connectée à au moins un composant électronique. Le support 1 de carte électronique est agencé entre la carte électronique et le composant, comme cela est plus visible sur la Figure 2. En outre, le support 1 de carte électronique forme un boitier comprenant une cavité ouverte 2, destinée à recevoir la carte électronique. A cet effet, le fond 4 de la cavité 15 ouverte comprend avantageusement des éléments de guidage 6 qui seront décrits plus en détail dans la suite de la description. Par exemple, sur la Figure 1, le fond 4 de la cavité ouverte comprend trois groupes d'éléments de guidage 6. Le support 1 de carte électronique est de préférence en matière plastique. Le support 1 de carte électronique est destiné à recevoir un matériau isolant 20 permettant une isolation de la carte électronique à la poussière, aux liquides, aux gaz ou encore à l'humidité. Par exemple, le matériau isolant peut être une résine, telle que la résine époxy, ou un gel d'étanchéité, également appelé gel isolant, tel qu'un gel de silicone. La cavité ouverte 2 de réception de la carte électronique est de préférence remplie de gel isolant de sorte que la carte électronique soit noyée dans le gel isolant. 25 Autrement dit, le gel d'étanchéité emplit l'espace intérieur libre du boitier autour des composants de la carte électronique. Le gel isolant permet ainsi l'étanchéité de la carte électronique, notamment l'étanchéité à la poussière et aux liquides. Le gel d'étanchéité permet ainsi de supprimer un risque de court-circuit possible au niveau de la carte électronique. 30 En outre, le support 1 de carte électronique comprend des éléments de positionnement 8 de la carte électronique destinés à la positionner sur le support 1 dans une position prédéterminée. Autrement dit, les éléments de positionnement 8 disposés sur le support 1 de la carte électronique sont destinés à coopérer avec des éléments de positionnement complémentaires 9 de la carte électronique. Par exemple, sur la Figure 1, 35 six éléments de positionnement 8 sont représentés, comprenant chacun un ergot faisant saillie depuis le fond 4 de la cavité ouverte, de façon perpendiculaire au fond 4. Les 3044862 5 éléments de positionnement 8 peuvent être de forme cylindrique comme représenté sur la Figure 1. Les six éléments de positionnement complémentaires 9 de la carte électronique sont des orifices de positionnement, visibles sur la Figure 3, présentant de préférence une section de forme et de dimensions complémentaires à la forme et aux dimensions des 5 éléments de positionnement 8. Par exemple, comme illustré sur la Figure 3, les éléments de positionnement complémentaires 9 présentent une section circulaire. Les éléments de guidage vont maintenant être détaillés en regard de la Figure 2 qui illustre une vue tridimensionnelle partiellement en coupe et agrandie de la carte 10 électronique 12, du support 1 de celle-ci et d'un composant électronique 10, qui peut, par exemple, faire partie d'un module électronique de puissance. La carte électronique 12 comprend au moins un contact femelle 14. De préférence, la carte électronique 12 comprend une pluralité de contacts métalliques femelles 14. Par exemple, sur la Figure 2, cinq contacts femelles 14 sont représentés. Avantageusement, 15 les contacts femelles 14 sont des orifices, de préférence de forme cylindrique, dans lesquels des contacts mâles sont destinés à être insérés. Les contacts femelles 14 peuvent présenter toute forme de section, et notamment une section circulaire de diamètre noté D1, comme représenté sur la Figure 2. Le composant électronique 10 comprend au moins un contact mâle 16. De 20 préférence, le composant 10 comprend autant de contacts mâles 16 que de contacts femelles 14 sur la carte électronique 12. Par exemple, sur la Figure 2, cinq contacts mâles 16 sont représentés. De manière avantageuse, les contacts mâles sont des électrodes et sont destinés à être insérés dans les contacts femelles 14 correspondants de la carte électronique 12. Les contacts mâles 16 peuvent être de forme cylindrique à section 25 quelconque et par exemple à section rectangulaire, comme illustré sur la Figure 2, où une diagonale de la section est inférieure à D1. Les contacts mâles 16 du composant 10 sont destinés à être guidés vers les contacts femelles 14 correspondants de la carte électronique 12 par les éléments de guidage 6 du support 1 de ladite carte électronique. A cet effet, les éléments de guidage 6 du support 1 de carte électronique 30 comprennent des orifices de guidage 20. Avantageusement, les éléments de guidage 6 comprennent un orifice de guidage 20 par contact mâle 16. Les orifices de guidage 20 permettent de recentrer les contacts mâles 16 et d'éviter que ces derniers ne dévient hors des contacts femelles 14 lors de l'insertion des contacts mâles 16 dans les contacts femelles 14 correspondants. Grâce à ce dispositif, les contacts mâles 16 peuvent être 35 correctement insérés dans les contacts femelles 14 correspondants de la carte électronique 12, puis soudés sur ladite carte électronique 12. 3044862 6 La section d'entrée des orifices de guidage 20 est définie comme étant la section située du côté des composants 10, plus précisément comme étant la section par laquelle les contacts mâles 16 des composants 10 sont insérés dans les orifices 20 des éléments de guidage 6 du support 1 de carte électronique. De façon analogue, la section de sortie 5 des orifices de guidage 20 est définie comme étant la section située du côté de la carte électronique 12. Afin de permettre un meilleur recentrage des contacts mâles 16, la section d'entrée des orifices 20 des éléments de guidage 6 du support 1 de carte électronique est de préférence plus grande que la section de sortie des orifices de guidage 20. On appelle 10 section d'entrée, la section des orifices des éléments de guidage 6 en regard des composants et section de sortie, la section des orifices en regard de la carte électronique. Autrement dit, l'ouverture de l'extrémité des orifices située sur une face du support de la carte électronique 12 est supérieure à l'ouverture de l'extrémité des orifices située sur la face opposée. L'ouverture peut être calculée de manière à tenir compte des tolérances de 15 placement de tous les contacts mâles 16 devant être soudés sur la carte électronique 12. Afin de permettre un meilleur recentrage des contacts mâles 16, la section de sortie des orifices de guidage 20 est de préférence plus petite que la largeur des contacts femelles 14, la largeur des contacts femelles 14 correspondant à la section des contacts femelles 14. Autrement dit, l'ouverture de l'extrémité des orifices située sur une face du 20 support de la carte électronique 12 est inférieure ou égale à la largeur du contact femelle 14 de la carte électronique 12. Les orifices de guidage 20 peuvent présenter toute forme de section, et notamment une section circulaire, comme illustré sur la Figure 2, où la section d'entrée des orifices de guidage correspond au disque de diamètre noté D3 et la section de sortie des orifices de 25 guidage correspond au disque de diamètre noté D2. Les orifices de guidage 20 peuvent également être de forme tronconique, ou comporter une portion tronconique dont le diamètre de chaque extrémité a pour valeur D2 et D3, suivie d'une portion cylindrique de diamètre D2, comme représenté sur la Figure 2. Selon un mode de réalisation, la carte électronique 12 est tout d'abord fixée sur le 30 support 1 de carte électronique grâce aux éléments de positionnement 8, 9. Les orifices 20 des éléments de guidage 10 du support 1 de carte électronique sont ainsi disposés en vis-à-vis des contacts femelles 14 correspondants de la carte électronique 12. Les contacts mâles 16 des composants 10 sont par la suite insérés chacun dans un orifice 20 des éléments de guidage jusqu'au contact femelle 14 correspondant auquel ils sont 35 soudés sur l'ensemble de la carte électronique 12 et du support 1 de ladite carte électronique. 3044862 7 Selon un autre mode de réalisation, les contacts mâles 16 des composants 10 sont tout d'abord insérés dans les orifices 20 des éléments de guidage 10 du support 1 de la carte électronique. Ensuite, la carte électronique 12 est reçue par le support 1 de carte électronique grâce aux éléments de positionnement 8, 9 garantissant ainsi que les 5 contacts mâles 16 des composants 10 sont insérés dans les contacts femelles 14 correspondants de la carte électronique 12 avant d'y être soudés. L'invention a également pour objet une machine électrique tournante comprenant un dispositif électronique, tel qu'un convertisseur de tension 22 comprenant un ensemble 10 d'une carte électronique 12 et de son support 1, un connecteur électrique 24, et un ensemble d'un module électronique de puissance 18 et de son support 26. La Figure 3 est une vue éclatée d'un mode de réalisation d'un convertisseur de tension 22 selon l'invention. Le convertisseur de tension 22 comprend une carte électronique 12, un support 1 de carte électronique, un connecteur électrique 24, des 15 modules électroniques de puissance 18, dans cet exemple au nombre de trois, et un support 26 de module électronique de puissance. Le convertisseur de tension 22 est notamment destiné à alimenter la machine électrique tournante. De préférence, le convertisseur de tension 22 est intégré au boitier de la machine tournante. Avantageusement, le convertisseur de tension 22 est un 20 convertisseur alternatif-continu. La carte électronique 12, comme décrite de façon plus détaillée ci-avant, comprend des contacts femelles 14 destinés à coopérer avec les contacts mâles 16 correspondants des composants 10. Par exemple, chaque composant 10 fait partie d'au moins un module électronique de puissance 18. Dans ce cas, la carte électronique 12 est notamment une 25 carte de contrôle des modules de puissance 18. Comme indiqué précédemment, le support 1 de la carte électronique est destiné à recevoir la carte électronique 12. Le support 1 de carte électronique est, de préférence, positionné dans le support 26 de modules électroniques de puissance de sorte à être en vis-à-vis des modules électroniques de puissance 18. De préférence, le support 1 de 30 carte électronique est fixé au support 26 de module de puissance. En outre, le support de carte électronique comprend des éléments de guidage 6 et des éléments de positionnement 8 tels que décrits précédemment. Chaque module électronique de puissance 18 est destiné à être connecté à la carte électronique 12 et à des éléments électriques de la machine électrique. Les éléments 35 électriques de la machine électrique tournante sont, par exemple, des phases cp, une source d'énergie électrique continue positive B+, une source d'énergie électrique continue 3044862 8 négative a ou la masse. Il y a de préférence un module de puissance par phase. Les modules électroniques de puissance 18 sont destinés à être supportés par le support 26 de module électronique. Le connecteur électrique 24 est configuré pour interconnecter les modules 5 électroniques de puissance 18 et pour connecter électriquement chaque module électronique de puissance 18 aux éléments électriques de la machine électrique tournante. Sur la Figure 3, le connecteur électrique est agencé entre chacun des modules électroniques de puissance 18 et le support 1 de carte électronique. Le connecteur électrique 24 comprend des orifices 28 agencés pour autoriser l'accès des contacts mâles 10 16 des composants 10 aux contacts femelles 14 en vue de leur connexion à la carte électronique 12. Le support 26 de module électronique de puissance est avantageusement un boitier ayant un fond sur lequel le ou les modules de puissance 18 sont montés. Le boitier comprend de façon avantageuse des cavités dans lesquelles les modules de puissance 15 18 sont montés. De façon avantageuse, le support 26 de module puissance est un dissipateur de chaleur, aussi nommé dissipateur thermique. Les modules de puissance 18 sont fixés au dissipateur thermique afin de permettre le transfert thermique entre les modules de puissance 18 et un circuit de refroidissement (non représenté), afin de dissiper la chaleur générée par les modules de puissance 18. 20 Le support de carte électronique a été décrit dans le cadre d'un convertisseur de tension notamment destiné à alimenter une machine électrique tournante. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré, qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. Au contraire, d'autres applications du support de carte 25 électronique conforme à l'invention sont également possibles sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS1. Support d'une carte électronique (1) configuré pour supporter une carte électronique (12) destinée à être connectée à au moins un composant (10), le au moins un composant (10) comprenant au moins un contact mâle (16) destiné à être inséré dans un contact femelle (14) correspondant de la carte électronique (12), le support (1) de la carte électronique étant destiné à être agencé entre la carte électronique (12) et le au moins un composant (10) et comprenant des éléments de guidage (6) du au moins un contact mâle (16) vers le contact femelle (14) correspondant.2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Support d'une carte électronique selon la revendication 1, dans lequel les éléments de guidage (6) comprennent des orifices de guidage (20). Support d'une carte électronique selon la revendication 2, dans lequel les éléments de guidage (6) comprennent un orifice de guidage (20) par contact mâle (16). Support d'une carte électronique selon la revendication 2 ou 3, dans lequel l'ouverture (D3) de l'extrémité des orifices située sur une face du support (1) de la carte électronique est supérieure à l'ouverture (D2) de l'extrémité des orifices située sur la face opposée. Support d'une carte électronique selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, dans lequel l'ouverture (D2) de l'extrémité des orifices située sur une face du support (1) de la carte électronique est inférieure ou égale à la largeur (D1) du contact femelle (14) de la carte électronique (12). Support d'une carte électronique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, comprenant des éléments de positionnement (8) de la carte électronique (12) sur le support (1) de la carte électronique destinés à positionner la carte électronique (12) sur le support (1) de ladite carte électronique dans une position prédéterminée. Support d'une carte électronique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, formant un boitier destiné à recevoir un gel d'étanchéité. Support d'une carte électronique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le support (1) de la carte électronique est en matière plastique. 3044862 10 9. Ensemble d'une carte électronique (12) et d'un support (1) d'une carte électronique selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 sur lequel est disposée la carte électronique (12), dans lequel les éléments de guidage (6) du support (1) de la carte 5 électronique sont destinés à guider le au moins un contact mâle (16) du au moins un composant (10) vers le au moins un contact femelle (14) correspondant de la carte électronique (12). 10. Ensemble d'une carte électronique et d'un support (1) d'une carte électronique 10 selon la revendication 9, dans lequel les éléments de guidage (6) comprennent des orifices de guidage (20) de sorte que l'ouverture (D2) de l'extrémité des orifices située du côté de la carte électronique est inférieure à l'ouverture (D3) de l'extrémité des orifices située du côté du au moins un composant (10). 15 11 Convertisseur de tension (22), notamment destiné à alimenter une machine électrique, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un ensemble d'une carte électronique (12) et d'un support (1) de la carte électronique selon la revendication 9 ou 10. 20 12. Convertisseur de tension selon la revendication 11, caractérisé en ce que le ou chaque composant (10) fait partie d'au moins un module électronique de puissance (18) et en ce que la carte électronique (12) est une carte de contrôle dudit module électronique (18). 25 13. Convertisseur de tension selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend un boitier ayant un fond sur lequel le au moins un module électronique de puissance (18) est monté, dans lequel le support (1) de la carte électronique est positionné dans le boîtier de sorte à être en vis-à-vis dudit module électronique de puissance (18), le au moins un contact mâle (16) dudit module électronique de 30 puissance (18) étant destiné à être guidé vers un contact femelle (14) de la carte électronique (12) par les éléments de guidage (6) du support (1) de ladite carte électronique. 14. Machine électrique pour véhicule automobile, caractérisée en ce qu'elle comprend 35 au moins un convertisseur de tension (22) selon l'une des revendications 11 à 13 intégré au boitier de la machine.