Brevet FR3109051A1 — publié le 20211008

La présente invention concerne un circuit électronique (1) comprenant une pluralité de circuits imprimés (2) reliés par au moins une barre-bus (4), chaque circuit imprimé (2) comprenant au moins deux couches superposées enserrant au moins une portion de ladite au moins une barre-bus (4), de sorte à enterrer ladite au moins une barre-bus (4). Figure pour l’abrégé : Fig. 1 Circuit électronique comprenant une pluralité de circuits imprimés reliés par au moins une barre-bus DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention se rapporte au domaine général des circuits électroniques et plus particulièrement au domaine des circuits électroniques de turbomachine. ETAT DE LA TECHNIQUE Dans le domaine de la construction des turbomachines d’aéronef, les équipements intégrant de l’électronique de puissance ont de plus en plus besoin d’être compacts pour être mieux intégrables. Notamment, dans le cas des circuits électroniques positionnés contre un moteur électrique circulaire de la turbomachine, il serait nécessaire de pouvoir optimiser leur intégration mécanique. De plus, il serait nécessaire de rapprocher les fonctions de commande de la puissance pour, minimiser les pertes de commutation et réduire l’inductance et donc le surdimensionnement des composants. Par ailleurs, au sein d’une turbomachine, les électroniques de puissance doivent pouvoir fonctionner avec des courants élevés, pouvant aller au-delà de 400Arms pour se rapprocher des demandes aéronef. Or, les circuits électroniques, positionnés contre un moteur électrique circulaire, doivent aussi gérer des signaux de faible puissance. Cependant, les solutions actuelles mêlant puissance et petits signaux génèrent des perturbations difficiles à corriger si le filtrage entre la source d’alimentation et la partie puissance n’est pas bien réalisée. Cela impose d’ajouter un circuit de filtrage dont la taille est proportionnelle à la puissance du moteur et à la distance entre la source des perturbations et le circuit à protéger et ceci avec un volume conséquent. Dans le cas des moteurs de forte puissance (supérieure à 50kW) ce filtrage peut avoir une taille et un poids supérieurs à la partie puissance : celle des fonctions à filtrer Les perturbations générées sont les suivantes : - Self sur le bus DC entre les interrupteurs de puissance - Déformation et retard des signaux de commande des interrupteurs de puissance Pour réduire l’impact de ces phénomènes, respectivement il est connu de rajouter des capacités de forte énergie nuisant à la compacité du système et ajoutant du coût et/ou des fonctions de conditionnement des signaux de commande vers la puissance prennent de la place et du coût Néanmoins, ces dispositions ne permettent pas de supprimer totalement les perturbations. Aussi, cela oblige à limiter les performances à atteindre. Dans ce contexte, l’invention a pour objectif de fournir un circuit électronique pouvant être plaqué contre un moteur électrique circulaire, en occupant un volume réduit, combinant à la fois signaux faibles et électronique de puissance. Selon un premier aspect, l’invention propose un circuit électronique comprenant une pluralité de circuits imprimés reliés par au moins une barre-bus, chaque circuit imprimé comprenant au moins deux couches superposées enserrant au moins une portion de ladite au moins une barre-bus, de sorte à enterrer ladite au moins une barre-bus. Le circuit électronique peut présenter des espaces inter-circuits imprimés qui ne comprennent que ladite au moins une barre-bus. Ladite au moins une barre-bus dans chaque espace inter-circuit peut être pliable, pour que deux circuits imprimés adjacents soient situés dans deux plans sécants. Ladite au moins une barre-bus peut être pliée entre deux circuits imprimés pour que l’ensemble des circuits imprimés définissent des facettes d’une enveloppe sensiblement hémisphérique. Au moins l’un des circuits imprimés peut comprendre au moins deux barre-bus électriquement séparées. Lesdites au moins deux barre-bus peuvent présenter des propriétés électriques et/ou mécaniques distinctes. Au moins l’un des circuits imprimés peut présenter un connecteur permettant de relier au moins deux éléments parmi les deux couches et l’au moins une barre-bus. Au moins l’un des circuits imprimés peut présenter, sur une première de ses deux couches, un réseau électronique haute puissance, et peut présenter sur une deuxième de ses deux couches, un réseau électronique basse puissance. Selon un autre aspect, l’invention concerne un procédé de fabrication d’un circuit électronique l’invention, comprenant les étapes suivantes : (a) positionnement d’au moins une barre-bus sur au moins deux premières couches distinctes de circuits imprimés, adjacentes et séparées par un espace pour les relier en conservant un espace inter-circuit dans lequel il n’y a que ladite au moins une barre-bus ; (b) Empilage et stratification d’au moins une deuxième couche de circuit imprimé sur ladite au moins une barre-bus et une première couche correspondante, pour enterrer ladite au moins une barre-bus entre les deux couches ; (c) pliage de ladite au moins une barre-bus dans chaque espace inter-circuit. L’étape (c) peut comprendre les étapes suivantes : (c1) pliage de ladite au moins une barre-bus dans chaque espace inter-circuit avec un outil de pliage ; (c2) Dépôt d’un isolant électrique sur ladite au moins une barre-bus pliée dans chaque zone inter-circuit. Selon un autre aspect l’invention concerne une turbomachine comprenant un moteur électrique circulaire présentant une enveloppe externe et un circuit électronique selon l’invention, fixé contre ladite enveloppe. Selon un autre aspect, l’invention concerne un aéronef comprenant au moins une turbomachine selon l’invention. DESCRIPTION DES FIGURES D’autres caractéristiques, buts et avantages de l’invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : La figure 1 est une représentation en perspective d’un circuit électronique selon l’invention positionné autour d’un moteur électrique circulaire. La figure 2 est une représentation d’un circuit électronique selon l’invention avant pliage. La figure 3 est une représentation en coupe partielle d’un circuit imprimé selon l’invention. La figure 4 est une représentation d’une barre-bus. La figure 5 est représentation du positionnement de barre-bus sur une première couche d’un circuit imprimé. La figure 6 est une représentation du pliage des barre-bus entre deux circuits imprimés. Sur l’ensemble des figures, les éléments similaires portent des références identiques. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Architecture générale Selon un premier aspect, l’invention propose un circuit électronique 1 comprenant une pluralité de circuits imprimés 2 reliés par au moins une barre-bus, chaque circuit imprimé comprenant au moins deux couches superposées enserrant au moins une portion de ladite au moins une barre-bus 4, de sorte à enterrer ladite au moins une barre-bus 4. Barre-bus Les barre-bus 4 (ou busbar en anglais) sont des éléments bien connus dans le domaine de la distribution d’énergie électrique. Typiquement, une barre-bus 4 peut être une bande (ou une barre) métallique permettant de distribuer des courants élevés. Le plus souvent les barre-bus 4 sont en métal massif tel que du cuivre. Cependant, il est possible d’utiliser un alliage métallique ou un matériau composite présentant un sandwich de différents métaux. Les dimensions de chaque barre-bus 4 sont définies en fonction du courant électrique qui doit y circuler. La barre-bus 4 selon l’invention peut être recouvertes d’une résine isolante. En sus, chaque barre-bus 4 peut présenter des ramifications et des perçages. Les perçages 41 peuvent recevoir un connecteur permettant de relier électriquement la barre-bus 4 à un autre élément. Structure d’un circuit imprimé Comme indiqué précédemment, chaque circuit imprimé comprend une pluralité de couches. Typiquement, les circuits imprimés 2 comprennent au moins trois couches : deux couches externes 21 et au moins une couche d’entretoise 22. Les couches peuvent être réalisées en résine électriquement isolante. D’une manière particulièrement avantageuse, les couches externes 21 peuvent être réalisées avec un matériau rigide, et la ou chaque couche d’entretoise 22 (couche interne) peut être réalisée avec un matériau plus tendre. De même, les couches peuvent présenter des coefficients de dilatation différents. Chaque couche externe peut présenter des pistes conductrices et accueillir des composants électroniques. D’une manière connues les composants peuvent être insérés dans des perçages. Ces perçages sont préférentiellement réalisés dans des pistes conductrices pour connecter électriquement les composants, selon une architecture choisie. En outre, les composants électroniques peuvent être soudés ou brasés sur les couches externes. Une ou plusieurs barre-bus 4 peuvent être enterrées dans la, ou les, couche d’entretoise 22. Tel que représenté sur les figures, les barre-bus 4 peuvent être juxtaposées ou empilées. La, ou les, couche d’entretoise 22, permet d’isoler les barre-bus 4 entre elles, et aussi de les isoler des composants des couches externes 21. Ainsi, en parcourant un circuit imprimé 2 d’une couche externe 21 à l’autre, celui-ci peut présenter un premier réseau électronique structuré sur une première couche externe 21, puis une ou plusieurs barre-bus 4 noyée dans la couche d’entretoise 22, et un deuxième réseau électronique structuré sur la deuxième couche externe 21. Bien entendu, cette architecture n’est qu’un exemple. Il est ainsi possible de n’avoir qu’un seul réseau électronique sur une seule couche externe 21, l’autre couche externe 21 étant laissée vierge. En sus, le circuit imprimé 2 peut comprendre des connecteurs (aussi appelés vias) permettant de réaliser une connexion électrique entre plusieurs couches. Un connecteur peut par exemple permettre, de relier électriquement un réseau électronique d’une couche externe 21 avec une barre-bus 4, ou de relier électriquement deux couches externes 21 avec une barre bus, ou de relier deux barre-bus 4 superposées, etc. D’une manière particulièrement avantageuse, la structure multicouche des circuits imprimés 2, incorporant une couche d’entretoise 22 dans laquelle sont enterrées des barre-bus 4, permet notamment d’avoir – par exemple – un circuit haute puissance sur une face externe et un circuit basse puissance sur une autre face externe. Cela permet aussi d’avoir de hautes puissances électriques circulant dans les barre-bus 4 et de faibles puissances dans les réseaux électroniques des faces externes. Ainsi, en résumé, la structure selon l’invention permet d’avoir de la haute et de la faible puissance électrique dans un même circuit imprimé 2. Liaison entre deux circuits imprimés Comme indiqué précédemment, le circuit électronique 1 peut comprendre une pluralité de circuits imprimés 2. Les circuits imprimés 2 sont physiquement reliés et électriquement connectés par les barre-bus 4. Plus précisément, préférentiellement, les circuits imprimés 2 sont espacés et séparés par un espace inter-circuit ne comprenant que les barre-bus 4. En d’autres termes, les circuits imprimés 2 ne se touchent pas, de sorte qu’entre chaque circuit imprimé 2 est ménagé un espace vide (i.e. un espace ne comprenant pas de circuit imprimé 2). Selon un mode de réalisation préférentiel, les circuits imprimés 2 sont alignés selon une direction axiale A, de sorte que le circuit électronique 1 présente l’aspect d’une bande orientée selon l’axe A. Pliage et positionnement autour d’un moteur D’une manière particulièrement avantageuse, les barre-bus 4 sont pliables, et plus particulièrement, chaque portion de barre-bus 4 présente dans un espace inter-circuit 6 est pliable. Ainsi, d’une manière particulièrement avantageuse, dans les espaces inter-circuit, les barre-bus sont pliées de sorte que deux circuits imprimés 2 adjacents sont situés dans deux plans sécants. Préférentiellement, le circuit électronique 1 est adapté pour être positionné autour d’un moteur électrique circulaire. Aussi, dans ce contexte, les barre-bus 4, dans les espaces inter-circuits 6, sont pliées pour que l’ensemble des circuits imprimés 2 définissent des facettes d’une enveloppe sensiblement hémisphérique. Le pliage sous la forme d’une enveloppe sensiblement hémisphérique permet très avantageusement de plaquer le circuit électronique 1 contre un moteur électrique circulaire, tel que cela est représenté sur la figure 1. Procédé de fabrication Selon un deuxième aspect, l’invention concerne un procédé de fabrication du circuit électronique 1. Le procédé de fabrication comprend notamment les étapes suivantes : (a) positionnement d’au moins une barre-bus 4 sur au moins deux premières couches distinctes de circuits imprimés 2, adjacentes et séparées par un espace pour les relier en conservant un espace inter-circuit 6 dans lequel il n’y a que ladite au moins une barre-bus 4 ; (b) Empilage et stratification d’au moins une deuxième couche de circuit imprimé 2 sur ladite au moins une barre-bus 4 et une première couche correspondante, pour enterrer ladite au moins une barre-bus 4 entre les deux couches ; (c) pliage de ladite au moins une barre-bus 4 dans chaque espace inter-circuit 6. De plus, l’étape (c) peut comprendre les étapes suivantes : (c1) pliage de ladite au moins une barre-bus 4 dans chaque espace inter-circuit 6 avec un outil de pliage ; (c2) Dépôt d’un isolant électrique sur ladite au moins une barre-bus 4 pliée dans chaque zone inter-circuit. Typiquement l’étape (c1) peut être réalisée en utilisant une machine d’assemblage en force de composants électroniques, dite machine de « press-fit » . Ce type de machine présente l’avantage de développer une force suffisante pour le pliage des barre-bus 4 tout en présentant une précision adaptée à la manipulation de composants électroniques. Bien entendu, on pourra utiliser n’importe quel type de machine pour plier les barre-bus 4, du moment que le pliage peut être réaliser sans endommager les circuits imprimés 2. Selon un mode de réalisation préférentiel, le pilage est réalisé après avoir implanté l’ensemble des composants électroniques sur les circuits imprimés 2. Lors du pliage, il peut arriver qu’un revêtement isolant présent sur les barre-bus 4 soir localement abrasé par la machine de pliage ; Aussi, il peut être prévu à l’étape (c2) de redéposer du revêtement isolant sur les barre-bus pliées, pour garantir la bonne isolation électrique du circuit électronique 1. Turbomachine Selon un autre aspect, l’invention concerne une turbomachine comprenant au moins un circuit électronique 1 selon l’invention. Préférentiellement le circuit électronique 1 est plié pour former une enveloppe hémisphérique à facettes et, est plaqué sur un stator d’un moteur électrique circulaire. Aéronef Selon un dernier aspect, l’invention concerne un aéronef comprenant au moins une turbomachine selon l’invention. Circuit électronique (1) comprenant une pluralité de circuits imprimés (2) reliés par au moins une barre-bus (4), chaque circuit imprimé (2) comprenant au moins deux couches superposées enserrant au moins une portion de ladite au moins une barre-bus (4), de sorte à enterrer ladite au moins une barre-bus (4). Circuit électronique (1) selon la revendication 1 présentant des espaces inter-circuits (6) imprimés qui ne comprennent que ladite au moins une barre-bus (4) Circuit électronique (1) selon la revendication 2, dans lequel ladite au moins une barre-bus (4) dans chaque espace inter-circuit (6) est pliable, pour que deux circuits imprimés (2) adjacents soient situés dans deux plans sécants. Circuit électronique (1) selon la revendication 3 dans lequel ladite au moins une barre-bus (4) est pliée entre deux circuits imprimés (2) pour que l’ensemble des circuits imprimés (2) définissent des facettes d’une enveloppe sensiblement hémisphérique. Circuit électronique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins l’un des circuits imprimés (2) comprend au moins deux barre-bus (4) électriquement séparées. Circuit électronique (1) selon la revendication 5 dans lequel lesdites au moins deux barre-bus (4) présentent des propriétés électriques et/ou mécaniques distinctes. Circuit électronique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel, au moins l’un des circuits imprimés (2) présente un connecteur permettant de relier au moins deux éléments parmi les deux couches et l’au moins une barre-bus (4). Circuit électronique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, au moins l’un des circuits imprimés (2) présente, sur une première de ses deux couches, un réseau électronique haute puissance, et présente sur une deuxième de ses deux couches, un réseau électronique basse puissance. Procédé de fabrication d’un circuit électronique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes en combinaison avec la revendication 3, comprenant les étapes suivantes : (a) positionnement d’au moins une barre-bus (4) sur au moins deux premières couches distinctes de circuits imprimés (2), adjacentes et séparées par un espace pour les relier en conservant un espace inter-circuit (6) dans lequel il n’y a que ladite au moins une barre-bus (4) ; (b) Empilage et stratification d’au moins une deuxième couche de circuit imprimé (2) sur ladite au moins une barre-bus (4) et une première couche correspondante, pour enterrer ladite au moins une barre-bus (4) entre les deux couches ; (c) pliage de ladite au moins une barre-bus (4) dans chaque espace inter-circuit (6). Procédé selon la revendication 9, dans lequel l’étape (c) comprend les étapes suivantes : (c1) pliage de ladite au moins une barre-bus (4) dans chaque espace inter-circuit (6) avec un outil de pliage ; (c2) Dépôt d’un isolant électrique sur ladite au moins une barre-bus (4) pliée dans chaque zone inter-circuit. Turbomachine comprenant un moteur électrique circulaire présentant une enveloppe externe et un circuit électronique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, fixé contre ladite enveloppe. Aéronef comprenant au moins une turbomachine selon la revendication 11.