Brevet FR3090076A1 — publié le 20200619

Description Titre de l'invention : Dispositif lumineux comportant un circuit électronique protégé par une cage de Faraday [0001] 1. L'invention a trait au domaine des dispositifs lumineux pour véhicule au- tomobile. Plus précisément, l'invention concerne un dispositif lumineux comportant un circuit électronique protégé par une cage de Faraday. 2. Les dispositifs d'éclairage pour les véhicules automobiles intègrent des sources lumineuses et des circuits électroniques pour alimenter ces sources lumineuses. Les circuits électroniques récents comportent des étages de puissance qui peuvent émettre des rayonnements électromagnétiques parasites susceptibles de perturber le fonctionnement des autres équipements électriques du véhicule. 3. Il est connu d'équiper ces circuits électroniques d'un capot métallique à base de ferrite afin de former une cage de Faraday autour du circuit électronique capable de contenir les rayonnements électromagnétiques parasites. Toutefois, ce capot métallique est une pièce supplémentaire dans le dispositif lumineux, réalisée en outre en un matériau couteux, ce qui engendre une augmentation significative du prix du dispositif lumineux. 4. L'invention a ainsi pour objectif de pal ier ces problèmes et plus précisément de proposer un dispositif lumineux peu couteux et capable de contenir les rayonnement électromagnétiques parasites émis par son circuit électronique. 5. A cet effet, l'invention propose un dispositif lumineux pour un véhicule automobile, comprenant : une source lumineuse, un élément optique comprenant une partie de déviation agencée pour dévier les rayons lumineux émis par la source lumineuse, un circuit électronique agencé pour alimenter électriquement la source lumineuse, caractérisé en ce que l'élément optique comporte une partie de protection s'étendant depuis la partie de déviation en direction du circuit électronique pour recouvrir le circuit électronique, ladite partie de protection étant métallisée et connectée électriquement à la masse. 6. L'invention permet ainsi de réaliser une cage de Faraday enveloppant le circuit électronique qui absorbe donc les rayonnements électromagnétiques parasites émis par ce circuit électronique, par une modification simple d'une pièce déjà existante dans le dispositif. En outre, grâce à une métallisation de cette pièce déjà existante, on évite la réalisation d'une pièce en métal et on diminue donc encore le cout du dispositif lumineux. 7. Avantageusement, la source lumineuse est une puce émettrice de lumière à 2 semi-conducteur, par exemple une diode électroluminescente. 8. Avantageusement, la partie de déviation de l'élément optique peut être agencée pour collecter les rayons lumineux émis par la source lumineuse et pour les dévier pour projeter un faisceau lumineux vers l'extérieur du dispositif lumineux présentant une distribution de lumière prédéterminée. En variante, la partie de déviation peut être associé à un élément optique collecteur disposé en amont de la partie de déviation sur le trajet des rayons lumineux émis par la source lumineuse et agencé pour collecter ces rayons lumineux et les dévier vers la partie de déviation et/ou à un élément optique de projection disposé en aval de la partie de déviation sur le trajet des rayons lumineux émis par la source lumineuse et déviés par la partie de déviation et agencé pour projeter ces rayons déviés vers l'extérieur du dispositif lumineux en un faisceau lumineux. Le faisceau lumineux peut ainsi être un faisceau d'éclairage de la route de type antibrouillard, de type croisement ou encore de type route. En variante, le faisceau lumineux peut être un faisceau de signalisation du véhicule de type feu diurne (ou encore DRL de l'anglais Daytimc Running Light), de type indicateur de direction ou encore de type feu stop surélevé (ou encore CHMSL de Center High-Mount Stop Light). Le cas échéant, la partie de déviation peut présenter un foyer disposé sur ou au voisinage de la source lumineuse. La partie de déviation peut consister en un réflecteur, une lentille ou un collimateur. 9. Avantageusement, le circuit électronique peut comporter un circuit de pilotage de l'alimentation électrique de la source lumineuse. A cet effet, le circuit électronique peut recevoir une alimentation électrique d'une source de puissance électrique externe au dispositif lumineux, comme par exemple la batterie du véhicule automobile et peut comporter un convertisseur de puissance électrique, par exemple un convertisseur DC/DC, pour convertir la puissance reçue en une puissance électrique adaptée à l'alimentation de la source lumineuse. Ce type de convertisseur forme ainsi l'étage de puissance comportant des composants émettant des radiations électromagnétiques parasites susceptible de perturber le fonctionnement d'autres composants électroniques du véhicule automobile. 10. Avantageusement, la partie de protection comporte un revêtement métallique, par exemple en aluminium, pour former une cage de Faraday autour du circuit électronique. 11. Avantageusement, les parties de déviation et de protection forment une unique pièce. Cette pièce unique peut notamment être une pièce monobloc, formée d'une seule matière, par exemple en plastique. Cette caractéristique permet de 3 réaliser les parties de déviation et de protection par un même procédé de fabrication, par exemple par injection de matière plastique dans un moule, ce qui réduit le poids et le cout du dispositif lumineux. 12. Avantageusement, la partie de déviation est également métallisée. La partie de déviation peut ainsi former un réflecteur pour réfléchir les rayons émis par la source lumineuse. Par exemple, les parties de protection et de déviation peuvent être métallisées au niveau de leurs surfaces intérieures, c'est-à-dire au niveau des surfaces orientées en direction de la source lumineuse et du circuit électronique. TI est ainsi possible de réaliser la partie de déviation et la partie de protection simultanément, par un même procédé de métallisation de l'élément optique, de sorte à encore réduire le cout du dispositif lumineux. 13. Avantageusement, le circuit électronique peut être porté par un support et la partie de protection est fixé au support pour former un capot du circuit électronique. On entend par capot une partie de protection comportant au moins deux rebords, et notamment quatre rebords, entourant totalement ou partiellement le circuit électronique et reliés par une paroi recouvrant intégralement le circuit électronique. Dans le cas d'un capot comportant uniquement deux ou trois rebords, le support peut comporter un ou plusieurs ressauts complétant les rebords du capot pour envelopper le circuit électronique. En variante, tous les rebords du capot peuvent entièrement envelopper à eux seuls le circuit électronique. La paroi et/ou les rebords du capot peuvent être métallisés pour former une cage de Faraday sensiblement étanche aux radiations électromagnétiques susceptibles d'être émise par le circuit électronique. Le cas échéant, le support peut également comporter une portion métallique et/ou métallisée, de sorte à compléter cette cage de Faraday. Si on le souhaite le support peut également supporter la source lumineuse et/ou la partie de déviation. 14. Avantageusement, la partie de protection est sertie sur le support. Le cas échéant, la partie de protection peut être fixé au support par des pions de sertissages réalisés autour du capot entourant le circuit électronique et insérés dans des orifices du support. En variante, la partie de protection peut être fixée au support par n'importe quel moyen de fixation garantissant l'étanchéité de la cage de Faraday, par exemple par vissage, soudure ou rivetage. 15. Dans un mode de réalisation de l'invention, le circuit électronique peut être connecté électriquement à la masse et dans lequel la partie de protection est connecté électriquement au circuit électronique. Par exemple, le circuit électronique peut comporter une piste électrique reliée à la masse et traversant un orifice du support, l'un des pions de sertissage de la partie de protection étant inséré dans cet orifice de sorte à être en contact avec la piste électrique et étant métallisé de sorte à connecter électriquement la partie de protection à la piste électrique. 16. Dans un mode de réalisation alternatif ou cumulatif, le support est connecté électriquement à la niasse et dans lequel la partie de protection est connecté électriquement au support. Avantageusement, les moyens de fixation de la partie de fixation au support forment des moyens de connexion électrique de la partie de protection au support. On mutualisc ainsi les fonctions de fixation et de connexion électrique au sein d'une même pièce de fixation. 17. Avantageusement, le support peut être une carte de circuit imprimé. Le cas échéant, la carte de circuit imprimé peut comporter une couche de masse, la partie de protection comportant un pion de sertissage inséré dans un orifice de la carte de circuit imprimé, le pion de sertissage étant métallisé et en contact avec la couche de masse pour connecter électriquement la partie de protection à la couche de niasse. 18. En variante, le support peut être un dissipateur de chaleur. Par exemple, le dissipateur de chaleur peut supporter une carte de circuit imprimé portant le circuit électronique pour dissiper la chaleur émise par le circuit électronique. Le cas échéant, le dissipateur de chaleur est réalisé en métal ou comporte une face supérieure, supportant le circuit électronique, qui est métallisée. 19. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description des exemples et des dessins parmi lesquels : 20. la [Figure 1] montre un dispositif lumineux d'un véhicule automobile selon un mode de réalisation de l'invention ; 21. la [Figure 2] montre une coupe du dispositif lumineux de la [Figure 1]; et 22. la [Figure 3] montre une coupe d'un dispositif lumineux d'un véhicule automobile selon un autre mode de réalisation de l'invention. 23. Sauf indication spécifique du contraire, des caractéristiques techniques décrites en détail pour un mode de réalisation donné peuvent être combinées aux caractéristiques techniques décrites dans le contexte d'autres modes de réalisation décrits à titre d'exemples et de manière non limitative. 24. On a représenté en [Figure 1] un dispositif lumineux 1 d'un véhicule automobile. Ce dispositif lumineux 1 comporte une pluralité d'unités optiques 2 et un circuit électronique 3, agencé à l'arrière des unités optiques 2. Les unités optiques 2, lorsqu'elles sont alimentées par le circuit électronique 3, réalisent ensemble un faisceau de signalisation du véhicule de type feu diurne (ou encore DRL de l'anglais Daytime Running Light). 25. On a représenté en [Figure 2] une coupe d'une unité optique 2 du dispositif lumineux 1 associé au circuit électronique 3, étant entendu que la structure des autres unités optiques est semblable à celle représentée. 26. L'unité optique 2 comporte une source lumineuse 5, sous la forme d'une diode électroluminescente et un élément optique 4 comportant une partie de déviation 41, sous la forme d'un réflecteur. Le réflecteur 41 présente un revêtement métallique, par exemple de l'aluminium, déposé sur une partie de l'élément optique 4 qui présente un profil parabolique dont le foyer est disposé sur la diode électroluminescente 5 pour collecter les rayons lumineux émis par cette diode et pour les réfléchir vers l'extérieur du dispositif lumineux de sorte à former tout ou partir du faisceau de type feu diurne. 27. Le circuit électronique 3 est un circuit de pilotage de l'alimentation électrique de la diode électroluminescente 5. Il est porté par une carte de circuit imprimé 6, qui supporte également la diode électroluminescente 5. 28. Le circuit électronique 3 reçoit une alimentation électrique de la batterie du véhicule automobile (non représenté) via un faisceau d'alimentation 31 et comporte un convertisseur DC/DC pour convertir cette alimentation reçue en une alimentation électrique adaptée à l'alimentation de la diode électroluminescente 5. Cc convertisseur DC/DC comporte ainsi des composants émettant des radiations électromagnétiques parasites susceptible de perturber le fonctionnement d'autres composants électroniques du véhicule automobile. 29. Afin de contenir ces radiations parasites, l'élément optique 4 comporte une partie de protection 42 s'étendant depuis le réflecteur 41 vers le circuit électronique 4. On comprend que les parties de déviation 41 et de protection 42 forment une unique pièce monobloc 4, formée par injection de matière plastique dans un moule. 30. La partie de protection 42 est sertie, via des pions de sertissages 7 sur la carte de circuit imprimé 6. Les pions de sertissages 7 passent à travers des orifices de la carte de circuit imprimé agencés autour du circuit électronique 3. La partie de protection 42 comporte quatre rebords 44 entourant totalement le circuit électronique 3 et reliés par une paroi supérieure 43 recouvrant intégralement le circuit électronique 3. La partie de protection 42 forme ainsi un capot enveloppant le circuit électronique3. 31. Lors de la métallisation de l'élément optique 4 pour former le réflecteur 41, on a également métallisé les surfaces intérieures de la partie de protection 42, à savoir les surfaces intérieures des rebords 44 et de la paroi supérieure 43. En outre les pions de sertissage 7 ont également été métallisés, le revêtement métallique s'étendant depuis les pions 7 jusqu'aux rebords 44, de sorte à obtenir 6 une continuité de connexion électrique entre les pions et les surfaces intérieures du capot. 32. La carte de circuit imprimé 6 comporte une couche interne reliée à la masse via le faisceau de connexion 31. Les pions de sertissage 7 sont insérés dans les orifices de la carte de circuit imprimé 6 de sorte à être en contact avec cette couche interne. On comprend ainsi que les surfaces intérieures métallisées du capot de la partie de protection 42 sont connectées électriquement à la masse, par l'intermédiaire de la carte de circuit imprimé. Le capot forme ainsi une cage de Faraday sensiblement étanche aux radiations électromagnétiques susceptibles d'être émise par le circuit électronique 3. Une variante non représentée pourrait consister à agencer un ou plusieurs des orifices de la carte de circuit imprimé 6 pour les pions de sertissage 7 au travers d'une piste électrique du circuit électronique 3 portée par la carte 6 et reliée à la masse, la connexion du capot à la masse s'établissant au travers de cette piste. 33. On a représenté en [Figure 3] une coupe d'une unité optique 10 d'un dispositif lumineux selon un autre mode de réalisation. Cette unité optique 10 comporte une diode électroluminescente 5 alimentée électriquement par un circuit électronique 3 et un élément optique 8 comportant un réflecteur 81. 34. L'unité optique 10 comporte en outre un dissipateur de chaleur 9 supportant une carte de circuit imprimé 6 portant le circuit électronique 3 pour dissiper la chaleur émise par le circuit électronique 3. Le dissipateur 9 est réalisé à cet effet en aluminium et comporte des ailettes de dissipations. La carte de circuit imprimé est sertie sur le dissipateur de chaleur 9 par des pions de sertissage 71. 35. L'élément optique 8 comporte une partie de protection 82 fixé au dissipateur de chaleur 9 par des pions de sertissage 72. La partie de protection comporte trois rebords 84 entourant partiellement le circuit électronique 3 et reliés par une paroi supérieure 83 recouvrant intégralement le circuit électronique 3. Les surfaces intérieures des rebords 84, de la paroi supérieure 83, les pions de sertissage 72 ont été métallisés de sorte à obtenir une continuité de connexion électrique entre les surfaces intérieures et les pions de sertissage. En outre, le dissipateur de chaleur 9 comporte un ressaut 91 complétant les rebords 84 du capot pour envelopper le circuit électronique 3. 36. De la même manière qu'en [Figure 2], la carte de circuit imprimé 6 comporte une couche interne reliée à la masse. On comprend ainsi que le dissipateur de chaleur métallique 9 est donc connecté à la masse via les pions de sertissages 71 et que le capot de la partie de protection 82 est également connecté à la masse, via les pions de sertissages 72 le connectant au dissipateur de chaleur 7 9. Ainsi, le capot de la partie de protection 82, complété par le ressaut 91 du dissipateur de chaleur 9 forme une cage de Faraday sensiblement étanche aux radiations électromagnétiques susceptibles d'être émise par le circuit électronique 3 37. La description qui précède explique clairement comment l'invention permet d'atteindre les objectifs qu'elle s'est fixée et notamment de proposer un dispositif lumineux dans lequel on réalise une cage de Faraday enveloppant le circuit électronique qui contient les rayonnements électromagnétiques parasites émis par ce circuit électronique, par une modification simple d'une pièce déjà existante dans le dispositif. 38. L'invention ne saurait se limiter aux modes de réalisation spécifiquement donnés dans ce document à titre d'exemples non limitatifs, et s'étend en particulier à tous moyens équivalents et à toute combinaison techniquement opérante de ces moyens. Ainsi, les caractéristiques, les variantes et les différentes formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres, selon diverses combinaisons, dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. 8