Brevet FR3115947A1 — publié le 20220506

La présente invention concerne un module (10) électronique pour machine (100) électrique comprenant une carte (7) de circuits imprimés composée de plusieurs couches (71-74) de cuivre, dans laquelle est intégré un élément (4) électronique comportant 3 ports : un premier port connecté à un source (1) de courant, un deuxième port pour un drain (3) et un troisième port pour une grille, le pont (5) étant disposé entre la source (1) de courant et l’élément (4) électronique. Figure pour l’abrégé : 1. MODULE ELECTRONIQUE POUR MACHINE ELECTRIQUE La présente invention concerne un module électronique pour alimenter une machine électrique de véhicule, notamment automobile et une machine électrique équipée d’un tel module. Plus particulièrement, l’invention trouve des applications dans le domaine des machines électriques tournantes telles que les alternateurs, les alterno-démarreurs, dont les tensions sont par exemple supérieures à 48V. Il est connu dans le domaine technique d’utiliser un ensemble de modules de puissances comprenant des éléments électroniques du type interrupteurs électroniques par exemple MOSFET, ou tout autre type de transistors, pour redresser, en mode générateur, un système de courant polyphasé en provenance de phases du stator de la machine électrique et pour alimenter les mêmes phases de ce stator en mode moteur. Habituellement, l’élément électronique est disposé sur une grille de connexion (lead frame selon la terminologie anglaise), et l’ensemble est intégré dans les couches de cuivre d’une carte de circuits imprimés (PCB pour printed circuit boards selon la terminologie anglaise), le tout formant un module électronique. La source alimentant en courant l’ensemble électronique est disposée assez proche de l’élément électronique, quelques microns, pour optimiser l’alimentation. Un inconvénient de cette proximité provient du fait de la formation d’évènements thermiques dangereux (ou HTE pour Hazardous Thermal Events selon la terminologie anglaise). Ces évènements thermiques sont la cause de court-circuits dans le module électronique, qui engendrent des disfonctionnements et dans certains cas des départs de feu. La présente invention a donc pour objet de pallier un ou plusieurs des inconvénients des dispositifs de l’art antérieur en proposant un module électronique configuré pour éviter les évènements thermiques dangereux, et ainsi limiter les court -circuits. Pour cela la présente invention propose un module électronique pour machine électrique comprenant une carte de circuits imprimés composée de plusieurs couches de cuivre, dans laquelle est intégré un élément électronique comportant 3 ports : un premier port connecté à une source de courant, un deuxième port pour un drain et un troisième port pour une grille, le pont étant disposé entre la source de courant et l’élément électronique. Ce pont permet de maintenir la source à une distance du drain, suffisamment grande pour empêcher les évènements thermiques dangereux, qui provoquent des court-circuit, de se produire. Selon un mode de réalisation de l’invention, le pont permet de maintenir un distance D suffisamment grande pour empêcher les évènements thermiques dangereux, qui provoquent des court-circuit, de se produire. Selon un mode de réalisation de l’invention, la distance st déterminée en fonction du voltage utilisé dans la machine. Selon un mode de réalisation de l’invention, le pont à une forme en U avec deux pattes s’étendant chacune latéralement de part et d’autre du U, les deux pattes permettant la fixation du pont d’une part sur la source et d’autre part sur la surface de l’élément électronique, permettant ainsi d’établir le contact entre les deux parties. Selon un mode de réalisation de l’invention, le pont est en cuivre ou tout autre matériau conducteur. Selon un mode de réalisation de l’invention, le pont permet de former un espace rempli d’air dans les couches de cuivre entre la source et l’élément électronique. La présence d’air limite la propagation des évènements thermiques dangereux. Selon une variante de réalisation de l’invention, le pont est associé à un dispositif de mesure de type résistance de faible valeur (SHUNT) pour mesurer le courant électrique circulant dans le pont. Selon une variante de réalisation de l’invention, le pont sert de fusible lorsque le courant est trop fort de manière à disjoncter l’ensemble et éviter la détérioration du module. Selon une variante de réalisation de l’invention, le pont est associé à un dispositif permettant une rupture de pont thermique L’invention concerne également l’utilisation du module électronique selon l’invention dans une machine électrique. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris et apparaîtront plus clairement à la lecture de la description faite, ci-après, en se référant aux figures annexées, données à titre d'exemple et dans lesquelles: [Fig.1] La figure 1 représente une vue schématique en coupe d’un module électronique selon l’invention ; [Fig. 2] La figure 2 représente une vue schématique de dessus d’un module électronique selon l’invention ; [Fig. 3] La figure 3 représente une vue schématique en coupe d’une machine électrique équipée d’un module électronique selon l’invention. La illustre un module 10 électronique selon l’invention. Le module 10 électronique est utilisé pour alimenter le moteur électrique d’une machine électrique. La machine est par exemple une machine électrique tournante du type alternateurs, ou alterno-démarreurs. Le module 10 selon l’invention est composé d’une carte 7 de circuits imprimés (PCB), dans laquelle est intégré un élément 4 électronique du type Mosfet, ou tout autre type de transistors, disposé sur une grille 2 de connexion 2. La carte 7 de circuits imprimés est composée de plusieurs couches 71, 72, 73, 74 de cuivre. L’élément 4 électronique et la grille 2 de connexion sont intégrés dans ces couches 71-74 de cuivre. L’élément 4 électronique comporte 3 ports : un pour la source 1 de courant, un pour le drain 3 et un pour une grille (non illustrée). La source 1 et le drain 3 sont également intégrés dans les couches 71-71 de cuivre de la carte 7 de circuits imprimés. Lors de l’utilisation du module électronique 4, la source 1 alimente l’élément 4 électronique en courant. Le courant repart ensuite par le drain 3. Dans certains cas de fonctionnement le sens de circulation du courant est inversé. Dans le cadre de l’invention, un pont 5 formé par une pièce en forme de U avec des pattes 51, 51’ (également appelé jumper selon la terminologie anglaise) est disposé entre la source 1 et l’élément 4 électronique. Ce pont 5 permet de maintenir la source 1 à une distance D du drain, dans les 3 axes entre les signaux drain et source, suffisamment grande pour empêcher les évènements thermiques dangereux, qui provoquent des court-circuit, de se produire. La distance D est déterminée en fonction du voltage utilisé dans la machine. Le pont 5 à une forme en U avec deux pattes 51, 51’ s’étendant chacune latéralement de part et d’autre du U. Ces deux pattes 51, 51’ permettent la fixation du pont 5 d’une part sur la source 1 et d’autre part sur la surface de l’élément 4 électronique, permettant ainsi d’établir le contact entre les deux parties. Selon un mode de réalisation de l’invention, le pont 5 est en cuivre ou tout autre matériau conducteur. La présence du pont 5 permet de former un espace 6 dans les couches 71-74 de cuivre entre la source 1 et l’élément 4 électronique. Cet espace 6 est rempli d’air visible figures 1 et 2 . Cet espace 6 rempli d’air forme une protection thermique contre les évènements thermiques dangereux en limitant la conduction Selon une variante de l’invention, le pont est associé à un dispositif de mesure de type résistance de faible valeur (SHUNT) pour mesurer le courant électrique circulant dans le pont. Cela permet de pouvoir vérifier la valeur du courant circulant. Selon une autre variante de l’invention, le pont sert de fusible lorsque le courant est trop fort de manière à disjoncter l’ensemble et éviter la détérioration du module. Selon une autre variante de l’invention, le pont est associé à un dispositif permettant une rupture de pont thermique. Cela permet de limiter les effets thermiques, et protège le module électronique. La illustre une machine électrique 100 comportant un module 10 électronique selon l’invention. Et plus particulièrement une machine électrique tournante 100 polyphasée, notamment pour véhicule automobile. Cette machine électrique tournante 100 transforme de l’énergie mécanique en énergie électrique, en mode alternateur, et peut fonctionner en mode moteur pour transformer de l’énergie électrique en énergie mécanique. Cette machine électrique tournante 100 est, par exemple, un alternateur, un alterno-démarreur ou une machine réversible. La machine électrique tournante 100 comporte un carter 11. A l'intérieur de ce carter 11, elle comporte un arbre 13, un rotor 12 solidaire en rotation de l’arbre 13 et un stator 15 entourant le rotor 12. Le stator et le carter sont fixes en rotation. Le mouvement de rotation du rotor 12 se fait autour d’un axe de rotation de la machine X. Dans cet exemple de réalisation, le stator 15 comporte un corps 27 en forme d'un paquet de tôles doté d'encoches, par exemple du type semi fermée ou ouverte, équipées d’isolant d’encoches pour le montage d’un bobinage électrique 28. Ce bobinage 28 traverse les encoches du corps 27 et forment un chignon avant 29 et un chignon arrière 30 de part et d'autre du corps du stator. Le bobinage 28 est connecté, par exemple, en étoile ou encore en triangle. Par ailleurs, le bobinage 28 est formé d’une ou plusieurs phases, ici trois phases. Chaque phase comporte au moins un conducteur traversant les encoches du corps de stator 27 et forme, avec toutes les phases, les chignons. Le bobinage 28 est relié électriquement à un module électronique 10 selon l’invention fixe par rapport au stator. Bien que non représentée, le boitier comprend une unité de commande de l’ensemble de modules de puissance et un couvercle parallèle au fond dans lequel est ménagé un renfoncement. L’unité de commande est disposée dans ce renfoncement. Le renfoncement peut présenter une forme sensiblement carré. La portée de la présente invention ne se limite pas aux détails donnés ci-dessus et permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans s'éloigner du domaine d'application de l'invention. Par conséquent, les présents modes de réalisation doivent être considérés à titre d'illustration, et peuvent être modifiés sans toutefois sortir de la portée définie par les revendications. Module (10) électronique pour machine (100) électrique comprenant une carte (7) de circuits imprimés composée de plusieurs couches (71-74) de cuivre, dans laquelle est intégré un élément (4) électronique comportant 3 ports : un premier port connecté à une source (1) de courant, un deuxième port pour un drain (3) et un troisième port pour une grille, caractérisé en ce que un pont (5) est disposé entre la source (1) de courant et l’élément (4) électronique. Module (10) électronique selon la revendication 1, dans lequel le pont (5) permet de maintenir une distance D déterminée en fonction du voltage utilisé dans la machine pour empêcher les évènements thermiques dangereux, qui provoquent des courts-circuits, de se produire. Module (10) électronique selon une des revendications 1 et 2, dans lequel le pont (5) a une forme en U avec deux pattes (51, 51’) s’étendant chacune latéralement de part et d’autre du U, les deux pattes (51, 51’) permettant la fixation du pont (5) d’une part sur la source (1) et d’autre part sur la surface de l’élément (4) électronique, permettant ainsi d’établir le contact entre les deux parties. Module (10) électronique selon une des revendications 1 à 3, dans lequel le pont (5) est en cuivre ou tout autre matériau conducteur. Module (10) électronique selon une des revendications 1 à 4, dans lequel le pont (5) permet de former un espace (6) rempli d’air dans les couches (71-74) de cuivre entre la source (1) et l’élément (4) électronique. Module (10) électronique selon une des revendications 1 à 5, dans lequel le pont (5) est associé à un dispositif de mesure de type résistance (SHUNT) pour mesurer le courant électrique circulant dans le pont. Module (10) électronique selon une des revendications 1 à 5, dans lequel le pont (5) sert de fusible de manière à disjoncter l’ensemble et éviter la détérioration du module. Module (10) électronique selon une des revendications 1 à 5, dans lequel le pont (5) est associé à un dispositif permettant une rupture de pont thermique Utilisation du module (10) électronique selon une des revendications 1 à 8 dans une machine (100) électrique.