Brevet FR3136333A1 — publié le 20231208

L’invention concerne un dispositif électronique de puissance (1) comprenant : une première carte électronique (2) sur laquelle un transformateur (3) est disposé, une seconde carte électronique (4) disposée en parallèle de la première carte électronique (2), une plaque métallique (5) sur laquelle est fixée la première carte électronique (2), ladite plaque (5) étant disposée entre les cartes de circuits imprimés (2, 4) à des fins de blindage électromagnétique, dans lequel plaque métallique (5) comprend une unité de blindage (6) sous forme de cavité dans laquelle est disposé ledit transformateur (3) de manière à isoler électromagnétiquement le transformateur (3) sur la première carte électronique (2). Figure pour l’abrégé : Fig. 1 Dispositif électronique de puissance destiné à un dispositif d’entrainement pour un engin de mobilité Domaine technique de l’invention La présente invention concerne le domaine des équipements électriques, notamment haute tension, tels que des convertisseurs de puissance, notamment configurés pour être embarqués dans un engin de mobilité tel qu’un véhicule automobile hybride ou électrique. La présente invention concerne en particulier un dispositif électronique de puissance comprenant une unité de blindage électromagnétique. Arrière-plan technologique Il est connu de l’art antérieur des dispositifs électronique de puissance, en particulier les convertisseurs de puissance (chargeurs embarqués, convertisseurs DC/DC, onduleur) pour véhicule électrique comprenant plusieurs composants électriques tels que, entre autres, des cartes électroniques, des barres conductrices d’électricité, des modules de puissance transformateurs et des condensateurs. Ces composants électriques dans lesquels circulent des courants, en particulier à des niveaux de puissance élevés, génèrent des champs magnétiques émis qui peuvent perturber le fonctionnement d’autres équipements électriques. Par conséquent, des exigences de comptabilité électromagnétique (CEM) sont appliqués pour garantir que les autres équipements électriques sont capables de fonctionner malgré ces perturbations électromagnétiques. Ainsi, comme cela est connu, de tels composants électriques doivent présenter une bonne performance de compatibilité électromagnétique. Autrement dit, il faut s’assurer d’une part que le composant électrique est apte à fonctionner lui-même sans perturbations, dans son environnement électromagnétique, et d’autre part qu’il est apte également à fonctionner sans introduire de perturbations électromagnétiques susceptibles de nuire au bon fonctionnement de composants électriques tiers situés à proximité. A cette fin, il est connu d’intégrer dans de tels équipements électriques une plaque support de blindage électromagnétique, notamment en aluminium. Typiquement, la carte électronique est montée sur une face de la plaque. En particulier, une telle plaque support de blocage électromagnétique sépare, d’un côté, un module de puissance et, de l’autre une carte électronique de contrôle dudit module de puissance. Une solution conventionnelle, pour assurer un blindage électromagnétique satisfaisant, consiste à utiliser des dispositifs de blindage internes rapportés sur la carte électronique, chacun des composants électriques ayant son dispositif de blindage spécifique. Des blindages électromagnétiques sont ainsi ajoutés à divers endroits de l'équipement électrique pour assurer le blindage de chaque composant spécifique. Cependant, l'ajout de tels dispositifs de blindage spécifiques à chaque composant spécifique peut être coûteux et entraîner des opérations supplémentaires lors de la fabrication de l'équipement électrique. L’invention vise donc à proposer un dispositif électronique de puissance intégrant des éléments de blindage électromagnétiques de façon native, au moyen de caractéristiques structurelles d’éléments constitutifs d’un tel dispositif électronique. La présente invention vise ainsi à proposer un dispositif électronique de puissance comprenant : - une première carte électronique sur laquelle un transformateur est disposé, - une seconde carte électronique disposée en parallèle de la première carte électronique, - une plaque métallique sur laquelle est fixée la première carte électronique, ladite plaque étant disposée entre les cartes de circuits imprimés à des fins de blindage électromagnétique, dans lequel la plaque métallique comprend une unité de blindage sous forme de cavité dans laquelle est disposé ledit transformateur de manière à isoler électromagnétiquement le transformateur sur la première carte électronique. L’invention permet ainsi d’utiliser une plaque métallique existante à la fois à des fins de blindage électromagnétique entre les deux cartes de circuits imprimés et d’isoler électromagnétiquement le transformateur sur la première carte électronique. Le nombre de pièce nécessaire au blindage électromagnétique est donc plus faible. Ainsi, la présente invention permet de réduire les coûts de fabrication pour une performance de blindage électromagnétique donnée. Dans le cadre de la présente invention, la plaque métallique et l’unité de blindage sont donc formés d’un seul tenant, de préférence par moulage ou emboutissage. La plaque métallique et l’unité de blindage ne sont donc pas deux pièces indépendantes. La carte électronique peut être une carte de circuit imprimé. Par « cavité » on entend désigner au sens de la présente invention, un espace vide à l’intérieur de la plaque métallique. Une cavité est donc similaire à un trou borgne et non à une ouverture traversante car elle possède un fond. L’invention peut en outre comporter l’une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles suivantes, selon toute combinaison techniquement possible. Avantageusement, la cavité présente des bords délimitant une ouverture, lesdits bords étant pourvus de point de fixation. De préférence, les points de fixation comportent des ouvertures filetées de réception de moyens de fixation tels que des vis. De préférence, des éléments de fixation mécaniques sont insérés dans les points de fixation mécanique de manière à assurer un contact électrique entre la cavité et la première carte électronique. Avantageusement, la cavité présente des bords délimitant une ouverture, des murets s’étendent à partir desdits bords en direction de la première carte électronique. Les murets permettent de limiter au maximum le jeu entre la carte électronique vers laquelle ils se dirigent et la plaque métallique. De préférence, les murets n’occupent qu’une partie des bords. Ceci permet de laisser passer la chaleur générée par le transformateur afin d’éviter d’avoir une zone confinée lorsque les murets occupent l’intégralité des bords de la cavité. Avantageusement, l’unité de blindage s’étend en direction opposée de la première carte électronique. Avantageusement, l’unité de blindage s’étend plus loin que la deuxième carte électronique. Ainsi, la deuxième carte électronique présente en regard de la première carte électronique une zone libre dans laquelle peut s’étendre l’unité de blindage. Grace à un tel recouvrement, cela permet d’obtenir un dispositif plus compact. Avantageusement la première carte électronique est une carte de commande et la deuxième carte électronique est une carte de puissance. Par carte de commande on entend désigner une carte au potentiel basse tension et par carte de puissance, une carte au potentiel haute tension. En d’autres termes, des potentiels basse tension sont présents sur la carte de commande et des potentiels haute tension sont présents sur la carte de puissance. Avantageusement, la deuxième carte électronique est connectée à au moins un module de puissance. Avantageusement, le dispositif électronique comprend en outre un boitier renfermant la première et deuxième carte électronique et la plaque métallique, ladite plaque métallique étant fixée sur le boitier. L’invention a également pour objet un dispositif d’entrainement pour un engin de mobilité comprenant une machine électrique agencé pour entrainer l’engin et un dispositif d’électronique de puissance selon l’invention dans lequel le dispositif d’électronique de puissance est agencé pour fournir à la machine électrique une tension alternative. L’invention a également pour objet un engin de mobilité comprenant le dispositif d’entrainement précité. L’engin de mobilité peut être un véhicule pour transporter des marchandises ou des personnes, tel qu’une automobile, un camion, un vélo électrique, un drone, une trottinette électrique, etc. Selon un aspect de l’invention, le dispositif électronique de puissance consiste en un convertisseur de puissance tel qu’un onduleur. Brève description des figures L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Ces figures ne sont données qu'à titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention. représente une vue en coupe détaillée du dispositif électronique de puissance selon l’invention. représente une vue en perspective et de dessus de l’unité de blindage du dispositif électronique de puissance présentée à la . représente un schéma d’un mode de réalisation de l’engin de mobilité avec un dispositif d’entrainement selon l’invention. Les éléments identiques, similaires ou analogues conservent la même référence d'une figure à l'autre. Dispositif électronique de puissance (1) comprenant : une première carte électronique (2) sur laquelle un transformateur (3) est disposé, une seconde carte électronique (4) disposée en parallèle de la première carte électronique (2), une plaque métallique (5) sur laquelle est fixée la première carte électronique (2), ladite plaque (5) étant disposée entre les cartes de circuits imprimés (2, 4) à des fins de blindage électromagnétique, caractérisée en ce que la plaque métallique (5) comprend une unité de blindage (6) sous forme de cavité dans laquelle est disposé ledit transformateur (3) de manière à isoler électromagnétiquement le transformateur (3) sur la première carte électronique (2). Dispositif électronique de puissance (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que la cavité présente des bords (7) délimitant une ouverture (8), lesdits bords (7) étant pourvus de point de fixation mécanique (10a). Dispositif électronique de puissance (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que des éléments de fixation mécaniques (10b) sont insérés dans les points de fixation mécanique (10a) de manière à assurer un contact électrique entre la cavité et la première carte électronique (2). Dispositif électronique de puissance (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la cavité présente des bords (7) délimitant une ouverture (8), des murets (9) s’étendent à partir desdits bords (7) en direction de la première carte électronique (2). Dispositif électronique de puissance (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’unité de blindage (6) s’étend en direction opposée de la première carte électronique (2). Dispositif électronique de puissance (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que l’unité de blindage (6) s’étend plus loin que la deuxième carte électronique (4). Dispositif électronique de puissance (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première carte électronique (2) est une carte de commande et la deuxième carte électronique (4) est une carte de puissance. Dispositif électronique de puissance (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la deuxième carte électronique est connecté à au moins un module de puissance (20). Dispositif électronique de puissance (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’il comprend un boitier (12) renfermant la première et deuxième carte électronique (2, 4) et la plaque métallique (5), ladite plaque métallique étant fixée sur le boitier. Dispositif d’entrainement (14) pour un engin de mobilité (13) comprenant une machine électrique (15) agencé pour entrainer l’engin (13) et un dispositif électronique de puissance (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel le dispositif d’électronique de puissance (1) est agencé pour fournir à la machine électrique une tension alternative. Engin de mobilité (13) comprenant le dispositif d’entrainement (14) selon la revendication précédente.