Brevet FR3159873A1 — publié le 20250905

L’invention concerne un dispositif comportant une carte électronique (6) et un condensateur (1). Le condensateur (1) comporte deux bornes (3) qui sont liées à la carte électronique (6), de sorte que le condensateur (1) présente une face supérieure sensiblement parallèle à une face inférieure (7) de la carte électronique (6). la carte électronique (6) comporte une fente formant une ouverture traversante dans ladite carte électronique (6), et cette fente est interposée entre les deux bornes (3) du condensateur (1) et orientée pour être sécante avec l’axe reliant les deux bornes (3) du condensateur (1), la fente s’étendant en regard de toute la largeur du condensateur (1). Le dispositif comporte en outre un élément isolant électrique (9) dans ladite fente et sur la face supérieure (5) du condensateur (1), l’élément isolant électrique (9) étant interposé entre les bornes (3) du condensateur (1) sur toute la largeur du condensateur (1). figure pour l’abrégé : figure 2 Dispositif comportant une carte électronique et un condensateur connecté à la carte électronique DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION La présente invention concerne le domaine des composants électroniques, notamment des composants d’électronique de puissance comportant des condensateurs portés par une carte électronique ou circuit imprimé. L’une des applications préférentielles de la présente invention concerne les filtres de compatibilité électromagnétique, appelés de manière générale filtres CEM qui permettent de garantir la compatibilité électromagnétique dans un équipement. Les onduleurs comportent un tel filtre CEM, de sorte que l’invention concerne notamment un onduleur pilotant un moteur de traction d’un véhicule électrique ou hybride. L’invention a une application particulière dans un filtre d’entrée d’un onduleur, à savoir un filtre CEM dit filtre EMI (selon l’acronyme anglophone « Electro Magnetic Interference »), destiné à éviter les perturbations dans les équipements connectés à l’alimentation de l’onduleur. On parle alors de filtrage du signal de puissance. Cette application sert de support ci-après à la description de la présente invention, qui est néanmoins applicable à de nombreuses autres applications, dès lors que certains condensateurs sont utilisés, et sont liés à une carte électronique. ÉTAT DE LA TECHNIQUE Des condensateurs sont utilisés dans de nombreux composants électroniques, notamment en étant liés à une carte électronique. On désigne par « carte électronique » tout type de circuit imprimé, qu’on désigne également couramment « PCB » selon l’acronyme de l’expression anglophone « Printed Circuit Board ». De manière générale, si un court-circuit se produit entre les bornes d’un condensateur, cela peut causer des dommages importants au condensateur et à la carte électronique, et endommager également d’autres parties du composant qui comporte la carte électronique et les condensateurs. Certaines protections peuvent être envisagées, par exemple en prévoyant moyen un contournement du courant de fuite lorsqu’un tel court-circuit se produit. Ces moyens peuvent néanmoins être complexes à mettre en œuvre ou onéreux, et il peut être préférable de s’assurer qu’un tel court-circuit ne puisse simplement pas se produire, ou au moins de s'assurer de le ralentir afin de laisser du temps aux systèmes de sécurité (par exemple un capteur ou un disjoncteur) de l'onduleur de se déclencher et ainsi éviter un risque de départ de feu. Certains condensateurs se présentent sous la forme d’un boîtier de forme cubique, ou plus généralement parallélépipédique rectangle. Le boîtier est rempli d’une résine dont émergent les bornes du condensateur. Ce type de configuration concerne notamment la plupart des condensateurs à film plastique. Un condensateur à film plastique est fait de couches fines de plastique isolant utilisées comme diélectrique, souvent métallisées, et encapsulées dans une résine coulée dans le boîtier. Un tel condensateur peut être utilisé, par exemple, comme condensateur de classe X (ou un "X capacitor" selon l’expression anglophone couramment utilisée), qui est utilisé dans les applications d'interconnexion entre les lignes de puissance dans les équipements électriques et électroniques. Ces condensateurs permettent de supprimer ou atténuer les interférences électromagnétiques (EMI) ou les surtensions transitoires qui circulent sur les câbles ou barres d'alimentation électriques. Les condensateurs parallélépipédiques présentent néanmoins un inconvénient. Lorsqu’ils sont utilisés sur une application dans laquelle ils sont installés avec leur face dont émergent les bornes du condensateur orientée vers le haut, horizontalement ou avec une faible inclinaison, de l’eau, par exemple issue de la condensation de l’eau présente dans l’air ambiant, peut s’accumuler sur cette face. En effet, une résine est coulée dans le boîtier du condensateur par cette face initialement ouverte du boîtier, et polymérise dans le boîtier. Le remplissage est souvent légèrement incomplet, pour éviter tout débordement de la résine. Par ailleurs, même avec un remplissage complet, les forces de tension superficielle entre la résine et le boîtier créent un effet de capillarité aboutissant à une surface libre de la résine légèrement concave. Si les bornes viennent à être reliées par un film d’eau, le condensateur peut se retrouver en court-circuit. C’est, de manière générale, problématique, comme expliqué ci-dessus, et cela l’est d’autant plus pour un condensateur interposé entre conducteurs de puissance d’un composant d’électronique de puissance. La présente invention vise en premier lieu à résoudre cette problématique, et, plus généralement, à améliorer l’isolation entre les bornes d’un condensateur connecté à une carte électronique. À cet effet, l’invention vise un dispositif comportant une carte électronique et un condensateur. Le condensateur comporte deux bornes qui sont liées à la carte électronique, de sorte que le condensateur présente une face supérieure sensiblement parallèle à une face inférieure de la carte électronique. On définit une longueur du condensateur comme étant une dimension du condensateur dans la direction d’un axe reliant les deux bornes du condensateur, mesurée parallèlement à la face supérieure du condensateur, et dans lequel on définit une largeur du condensateur comme étant une dimension du condensateur perpendiculaire à sa longueur et mesurée parallèlement à la face supérieure du condensateur. La carte électronique comporte une fente formant une ouverture traversante dans ladite carte électronique, la fente étant interposée entre les deux bornes du condensateur et orientée pour être sécante avec l’axe reliant les deux bornes du condensateur, la fente s’étendant en regard de toute la largeur du condensateur. Le dispositif comporte en outre un élément isolant électrique dans ladite fente et sur la face supérieure du condensateur, l’élément isolant électrique étant interposé entre les bornes du condensateur sur toute la largeur du condensateur. La présente invention permet d’éviter tout risque de court-circuit entre les bornes du condensateur, par un moyen mécanique simple et fiable. L’invention a un intérêt particulier lorsque la surface supérieure du condensateur est horizontale ou proche de l’horizontale. L’élément isolant électrique peut être un cordon de colle. La notion de colle recouvre dans le présent document également la notion de mastic de composition similaire. La colle peut être une colle à base de silicone. La colle peut être choisie parmi une colle de polyuréthane, une colle à base de polysulfure, une colle époxy, et une colle acrylique. La fente peut être perpendiculaire à l’axe reliant les deux bornes du condensateur. La fente peut être à distance égale de chacune des bornes. Une partie de l’élément isolant électrique peut dépasser d’une face supérieure de la carte électronique, opposée à sa face inférieure. L’élément isolant électrique peut s’étendre sur la face supérieure de la carte électronique au-delà d’un bord de la fente. La face supérieure du condensateur peut être à distance de la face inférieure de la carte électronique La partie de l’élément isolant électrique qui dépasse de la face supérieure de la carte électronique peut avoir une hauteur, mesurée perpendiculairement à ladite face supérieure de la carte électronique, comprise entre 0,5 mm et 8 mm, par exemple entre 1 mm et 1,5mm. La fente peut avoir une longueur mesurée dans le plan de la surface supérieure de la carte électronique dans la direction de la plus grande dimension de la fente, comprise entre 5 mm et 50 mm. La fente peut avoir une largeur, mesurée dans le plan de la surface supérieure de la carte électronique dans la direction de la plus petite dimension de la fente, comprise entre 0,5 mm et 6 mm. L’invention concerne aussi un filtre de compatibilité électromagnétique comportant un dispositif tel que décrit ci-avant. Dans un tel filtre, le condensateur peut être un condensateur de type X. L’invention concerne enfin un onduleur comportant un dispositif tel que décrit ci-avant. BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES D’autres avantages, buts et caractéristiques particulières de la présente invention ressortiront de la description non limitative qui suit d’au moins un mode de réalisation particulier des dispositifs et procédés objets de la présente invention, en regard des dessins annexés, dans lesquels : la FIG. 1 est une vue schématique en perspective d’un exemple de condensateur dont la configuration peut entrainer un risque de court-circuit qui est traité dans le cadre de la présente invention ; la FIG. 2 est une vue schématique en coupe d’un dispositif conforme à un mode de réalisation de l’invention ; la FIG. 3 est une vue schématique en trois dimensions du dispositif de la FIG. 2 ; La FIG. 4 est une vue schématique en trois dimensions d’un sous ensemble permettant de mettre en œuvre l’invention ; la FIG. 5 est une vue schématique en trois dimensions et en coupe du dispositif des figures 2 et 3 ; la FIG. 6 est une vue de détail d’une partie de la FIG. 2 . DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L’INVENTION La présente description est donnée à titre d’exemple de réalisation non limitatif. La FIG. 1 représente un condensateur 1 du type à film plastique ou analogue, encapsulé dans une résine contenue dans un boîtier 2. Le boîtier 2 est sensiblement de forme parallélépipédique rectangle. Le boîtier 2 peut être réalisé de différents matériaux, et peut notamment être en matière plastique. Le condensateur comporte deux bornes 3, qui émergent de la résine 4 qui a été coulée dans le boîtier 1 par une face initialement ouverte. Cette face, matérialisée par les bords du boîtier 2, et par extension par la surface libre de la résine 4, sera désignée face supérieure 5 du condensateur. Après polymérisation, la résine 4 n’est plus liquide et le condensateur peut être installé dans toute orientation. Pour diverses raisons, la configuration du composant qui doit intégrer ce condensateur 1 peut être telle que la face supérieure 5 est orientée horizontalement et vers le haut pendant l’essentiel de la durée d’utilisation du composant, ou avec une faible pente vis-à-vis de la direction horizontale. Par faible pente, on entend moins de 30° comparativement à l’horizontale. Comme on peut le voir sur la FIG. 1 , la surface libre de la résine 4 est très légèrement sous le niveau de la face supérieure 5 du condensateur 1. Cela évite le risque de débordement de la résine lors de la fabrication du condensateur 1. Ainsi, il y a au niveau de la face supérieure 5 dans le meilleur des cas une surface sensiblement plate, ou une légère concavité, une légère « baignoire ». L’humidité présente dans l’air peut se condenser sous forme d’eau liquide, et cette eau peut alors stagner au niveau de la face supérieure du condensateur 1, si son orientation ne permet pas une évacuation par écoulement de cette eau. Selon un premier aspect, la présente invention vise à éviter que de l’eau présente sur la face supérieure du condensateur 1 puisse créer un court-circuit entre les deux bornes 3, ou, plus généralement, qu’un film humide continu puisse se former entre lesdites bornes 3. Comme on le voit à la FIG. 2 et à la FIG. 3 , ce but est atteint de la manière suivante. La FIG. 2 représente selon une vue en coupe d’un dispositif conforme à un mode de réalisation de l’invention. Selon l’invention, le condensateur 1 est connecté, par ses bornes 3, à une carte électronique 6. En particulier les bornes 3 se présentent sous forme de broches ou « pins » selon l’appellation anglophone courante, et elles traversent la carte 6. Alternativement, les bornes peuvent être soudées en surface de la carte électronique, selon la technologie CMS pour « composant monté en surface ». La carte électronique 6 présente une face inférieure 7 et une face supérieure 8. Le condensateur 1 est installé du côté de la face inférieure 7 de la carte électronique 6. La carte électronique et le condensateur sont représentés à la FIG. 2 selon l’orientation selon laquelle ils seront utilisés au cours de l’essentiel de l’utilisation du système qui en sera équipé. Ainsi, la carte électronique 6 s’étend selon un plan sensiblement horizontal. La face supérieure 5 du condensateur est également sensiblement horizontale, ce qui peut favoriser la stagnation d’eau qui s’y formerait par condensation. Afin d’éviter que de l’eau, par exemple sous la forme d’un film humide, ne puisse se former entre les deux bornes 3, un élément isolant électrique 9 est interposé entre les bornes 3. En particulier, l’élément isolant électrique 9 est formé sur la face supérieure 5 du condensateur, au travers d’une fente 10 formée dans la carte électronique 6. Comme cela est visible aux figures 3 et 4 décrites plus en détail ci-après, l’élément isolant électrique s’étend au moins sur toute la largeur l du condensateur 1. En particulier, la fente 10 s’étend en regard de toute la largeur l du condensateur 1, comme cela est visible sur la FIG. 5 , de sorte que l’élément isolant électrique peut être mis en place au travers de la fente 10 et peut ainsi s’étendre sur toute cette largeur l. L’élément isolant électrique peut en particulier être formé d’une colle ou d’un mastic isolant. Un cordon de ce matériau isolant électrique peut être formé au travers de la fente 10. La colle peut être une colle à base de silicone. Ce type de colle a de bonnes propriétés d’adhérence sur la surface supérieure du condensateur et des propriétés isolantes importantes, notamment sur la résine du condensateur. Alternativement une colle de polyuréthane, une colle à base de polysulfure, une colle époxy, ou une colle acrylique peut être utilisée avec succès. On peut également utiliser des mastics correspondants. Selon un autre aspect de certains modes de réalisation de l’invention, la face supérieure 5 du condensateur est à une distance d de la face inférieure de la carte électronique. Cette distance d permet une circulation d’air entre la carte électronique 6 et la face supérieure 5 du condensateur. Une telle circulation d’air permet un meilleur refroidissement du condensateur 1, mais aussi une évaporation de l’eau qui a pu se former sur la face supérieure 5 du condensateur 1. La distance d permet également de ménager un espace suffisant pour former les cônes de soudure au niveau des bornes. La distance d est typiquement comprise entre 0,5 mm et 3 mm. La FIG. 3 représente le dispositif de la FIG. 2 , selon une vue tridimensionnelle montrant la face supérieure 8 de la carte électronique 6. La FIG. 4 montre un sous ensemble, comportant une carte électronique 6 et un condensateur 1. La carte électronique est configurée pour que l’invention puisse être mise en œuvre, grâce à la fente 10, qui s’étend selon un axe B qui est sensiblement perpendiculaire à l’axe A qui relie les deux bornes 3 du condensateur 1. La fente traverse complètement l’épaisseur de la carte électronique, ce qui permet d’accéder à la face supérieure 5 pour y former un cordon de colle en tant qu’élément isolant électrique, ou plus généralement, pour y fixer un tel élément isolant électrique, sur au moins toute la largeur l du condensateur 1 et donc de sa face supérieure 5. La fente, et donc l’élément isolant électrique est avantageusement positionné à égale distance des bornes 4 du condensateur 1. Généralement, cela revient à former la fente à la moitié de la longueur L du condensateur. On notera à ce sujet que lorsque l’élément isolant électrique 9 est formé d’une colle ou d’un mastic, il ne serait pas pertinent de former le cordon colle sur le condensateur 1 avant de le connecter à la carte électronique 6. Cela pourrait en effet poser des problèmes de positionnement du condensateur avant sa connexion par soudure. Lorsque l’élément isolant électrique 9 est formé d’une colle ou d’un mastic, il est donc avantageusement formé au travers de la fente 10. Il est par exemple introduit au travers de la fente 10 avec une buse de délivrance appropriée. La polymérisation intervient alors rapidement. Une prise suffisante pour permettre la poursuite de l’assemblage du composant qui intègrera la carte électronique est obtenue en quelques minutes. La polymérisation complète, qui prend typiquement 24 heures, peut se poursuivre sans problème après assemblage du composant. Comme on le voit notamment à FIG. 3 , dans ce mode de réalisation de l’invention, une fois que l’élément isolant électrique 9 est formé, il dépasse de la face supérieure 8 de la carte électronique 6. La partie de l’élément isolant électrique qui dépasse de la face supérieure 8 de la carte électronique forme ainsi un muret isolant électrique de séparation entre les zones de connexion des bornes 3 situées sur la face supérieure 8 de la carte électronique. La ligne de fuite (plus courte distance entre deux éléments conducteurs, soit ici les bornes du condensateur) du condensateur est augmentée. De manière générale, cela améliore la séparation électrique entre les deux bornes et la sécurité générale du composant. La colle permet également ainsi d'éviter la rétention d'eau des deux côtés (du côté la face inférieure et du côté de la face supérieure) de la carte électronique. La partie de l’élément isolant électrique qui dépasse de la face supérieure de la carte électronique peut avoir une hauteur H, représentée à la FIG. 5 et à la FIG. 6 , mesurée perpendiculairement à ladite face supérieure de la carte électronique, comprise entre 0,5 mm et 8 mm. La hauteur H peut typiquement être comprise entre 1 mm et 1,5 mm. La longueur LO de la fente 10 peut être comprise entre 5 mm et 50 mm. Par ailleurs, la longueur de la partie de l’élément isolant électrique qui dépasse de la face supérieure 8 de la carte électronique 6, mesurée dans le plan de la surface supérieure de la carte électronique dans la direction de la longueur de la fente, peut être supérieure à la longueur de la fente. A titre d’exemple, l’élément isolant électrique qui dépasse de la face supérieure 8 de la carte électronique 6 peut avoir une longueur de 1 mm à 10 mm supérieure à celle de la fente 10. La largeur LA de la fente 10 peut être comprise entre 0,5 mm et 6 mm. Par ailleurs, la largeur de la partie de l’élément isolant électrique qui dépasse de la face supérieure 8 de la carte électronique 6, mesurée dans le plan de la surface supérieure de la carte électronique dans la direction de la largeur de la fente, peut être supérieure à la largeur de la fente. A titre d’exemple, l’élément isolant électrique qui dépasse de la face supérieure 8 de la carte électronique 6 peut avoir une largeur de 1 mm à 10 mm supérieure à celle de la fente 10. Ainsi, comme on le voit sur la FIG. 5 qui est une coupe dans un plan vertical le long de la fente 10 (donc le long de l’axe B visible à la FIG. 4 ) la longueur de la partie de l’élément isolant électrique qui dépasse de la face supérieure 8 de la carte électronique 6 est supérieure à la longueur LO de la fente 10. De même, comme on le voit à la FIG. 6 , la largeur de la partie de l’élément isolant électrique qui dépasse de la face supérieure 8 de la carte électronique 6 est supérieure à la largeur LA de la fente 10. En d’autres termes, l’élément isolant électrique s’étend sur la face supérieure de la carte électronique au-delà du bord de la fente 10. La FIG. 6 , qui est une vue de détail de la FIG. 2 , montre également la distance d entre la face inférieure 7 de la carte électronique 6 et la face supérieure 5 du condensateur 1. L’invention ainsi développée permet d’éviter tout risque de court-circuit d’un condensateur lié à une carte électronique, qui serait liée à une stagnation d’eau ou d’humidité sur la surface supérieure du condensateur. Cela est obtenu par une solution simple et fiable, à savoir la formation d’un élément isolant électrique (par exemple un cordon de colle) au travers d’une fente formée dans la carte électronique sur au moins toute la largeur du condensateur. En outre, la colle permet d’améliorer la tenue mécanique du condensateur vis-à-vis du condensateur. Dans certains modes de réalisation, l’élément isolant électrique permet également de former un mur isolant sur la surface supérieure de la carte électronique, qui augmente la ligne de fuite du condensateur. Nomenclature : 1 : Condensateur 2 : Boîtier du condensateur 3 : Bornes du condensateur 4 : Résine 5 : Face supérieure du condensateur 6 : Carte électronique 7 : Face inférieure de la carte électronique 8 : Face supérieure de la carte électronique 9 : Elément isolant électrique 10 : Fente Dispositif comportant une carte électronique (6) et un condensateur (1), le condensateur (1) comportant deux bornes (3) qui sont liées à la carte électronique (6), de sorte que le condensateur (1) présente une face supérieure (5) sensiblement parallèle à une face inférieure (7) de la carte électronique (6), et dans lequel on définit une longueur (L) du condensateur (1) comme étant une dimension du condensateur (1) dans la direction d’un axe reliant les deux bornes (3) du condensateur (1), mesurée parallèlement à la face supérieure (5) du condensateur (1), et dans lequel on définit une largeur (l) du condensateur (1) comme étant une dimension du condensateur (1) perpendiculaire à sa longueur (L) et mesurée parallèlement à la face supérieure (5) du condensateur (1), le dispositif étant caractérisé en ce que la carte électronique (6) comporte une fente (10) formant une ouverture traversante dans ladite carte électronique (6), la fente (10) étant interposée entre les deux bornes (3) du condensateur (1) et orientée pour être sécante avec l’axe reliant les deux bornes (3) du condensateur (1), la fente (10) s’étendant en regard de toute la largeur du condensateur (1), et en ce que le dispositif comporte en outre un élément isolant électrique (9) dans ladite fente (10) et sur la face supérieure (5) du condensateur (1), l’élément isolant électrique (9) étant interposé entre les bornes (3) du condensateur (1) sur toute la largeur du condensateur (1). Dispositif selon la revendication 1, dans lequel l’élément isolant électrique (9) est un cordon de colle. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel la colle est une colle à base de silicone. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel la colle est choisie parmi une colle de polyuréthane, une colle à base de polysulfure, une colle époxy, et une colle acrylique. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la fente (10) est perpendiculaire à l’axe reliant les deux bornes (3) du condensateur (1). Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la fente (10) est à distance égale de chacune des bornes (3). Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel une partie de l’élément isolant électrique dépasse d’une face supérieure (8) de la carte électronique (6), opposée à sa face inférieure (7). Dispositif selon la revendication 7, dans lequel, l’élément isolant électrique (9) s’étend sur la face supérieure (8) de la carte électronique (6) au-delà d’un bord de la fente. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la face supérieure (5) du condensateur (1) est à distance de la face inférieure (7) de la carte électronique (6). Dispositif selon la revendication 7 ou la revendication 8, dans lequel la partie de l’élément isolant électrique qui dépasse de la face supérieure (8) de la carte électronique (6) a une hauteur (H), mesurée perpendiculairement à ladite face supérieure de la carte électronique, comprise entre 0,5 mm et 8 mm, par exemple entre 1 mm et 1,5mm. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la fente (10) a une longueur (LO), mesurée dans le plan de la surface supérieure (8) de la carte électronique (6) dans la direction de la plus grande dimension de la fente, comprise entre 5 mm et 50 mm. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la fente (10) a une largeur (LA), mesurée dans le plan de la surface supérieure (8) de la carte électronique (6) dans la direction de la plus petite dimension de la fente, comprise entre 0,5 mm et 6 mm. Filtre de compatibilité électromagnétique comportant un dispositif conforme à l’une quelconque des revendications précédentes. Filtre de compatibilité électromagnétique selon la revendication 13, dans lequel le condensateur (1) est un condensateur de type X. Onduleur comportant un dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 12.