FR 3126571 A1 20230303 FR 2108957 A 20210826 L’invention concerne un composant configuré pour commuter un signal électrique (I C ), le composant (30) comprenant : - un substrat portant une puce semi-conductrice (32) assurant la commutation du signal, - une semelle (46) sur laquelle est fixé le substrat, la semelle (46) étant configurée pour évacuer de la chaleur émise lors de commutation du composant, - deux conducteurs électriques (40, 42) connectés à la puce semi-conductrice (32) et assurant respectivement l’entrée et la sortie du signal (I C ) à commuter, - un noyau magnétique fermé (50), réalisé en matériau ferromagnétique et disposé dans ou autour du composant (30) de façon à ce qu’un courant de déplacement (I D ) entre la puce semi-conductrice (32) et la semelle (46) induise une induction magnétique dans le noyau magnétique fermé (50), un courant de conduction du signal électrique (I C ) commuté par le composant (30) ne formant pas de spire autour du noyau magnétique (50). Figure pour l’abrégé : Fig. 3 Composant de puissance à filtrage local En électronique de puissance, de nombreux convertisseurs statiques ont été développés, principalement des onduleurs et des redresseurs. On trouve également des équipements plus complexes tels que des alimentations à découpage. Ces convertisseurs sont équipés de composants électroniques permettant commuter un signal électrique. Les composants de commutation sont souvent appelés : « interrupteurs électroniques ». Parmi ces composants, on peut citer les diodes, les transistors, les thyristors, les triacs... Les diodes de puissance ont été développées à partir des années 1950. Dans les années 1960, les thyristors et les transistors de puissance apparaissent. Plus tard, dans les années 1980, apparaissent des transistors bipolaires à grille isolée connu par son acronyme anglais IGBT pour « Insulated Gate Bipolar Transistor ». Ce type de transistor combine l’avantage d’une commande au moyen d’un transistor à effet de champ et les faibles pertes par conduction d’un transistor bipolaire. A ce jour, les IGBT permettent de commuter des puissances de l’ordre de 10MW à des vitesses supérieures à 10kHz. Pour de plus faibles puissances, des transistors de type MOSFET sont également largement employés. Dans les années 2000, des composants, et notamment des transistors MOSFET, à base de carbure de silicium (SiC) apparaissent. Ils permettent d’atteindre des vitesses supérieures à 1MHz. Plus récemment le nitrure de gallium GaN a également été introduit dans les transistors MOSFET pour réaliser des interrupteurs électroniques. Le nitrure de gallium permet de monter encore en vitesse de commutation à des fréquences supérieures à 10MHz. En commutant des signaux électriques de puissance, ces composants génèrent des pertes thermiques qu’il est nécessaire d’évacuer. Le refroidissement des interrupteurs électroniques est le plus souvent réalisé au moyen de radiateurs permettant d’évacuer la chaleur par convection d’air circulant le long des parois du radiateur. Les radiateurs peuvent aussi être équipés de canaux dans lesquels circule un fluide réfrigérant. Pour assurer un bon transfert thermique du composant vers son radiateur, il est nécessaire de réduire au maximum la résistance thermique du chemin parcouru par la chaleur depuis sa zone d’émission au cœur du composant jusqu’au radiateur permettant la dissipation de cette chaleur. L’interrupteur électronique dispose le plus souvent d’une semelle métallique disposée à proximité immédiate du cœur du composant et par laquelle transite la chaleur à évacuer. La semelle peut être isolée électriquement du composant ou former l’un de ses points de connexion. Lors du montage de l’interrupteur électronique, la semelle est plaquée contre le radiateur. Le contact de la semelle sur le radiateur peut être thermiquement amélioré au moyen d’une pâte thermiquement conductrice. Il est également possible d’interposer un isolant électrique entre la semelle et le radiateur sous forme de plaquette à base d’oxyde d’aluminium, de mica ou de silicone. La sécurité des utilisateurs d’équipements mettant en œuvre des interrupteurs électroniques nécessite généralement une mise à la masse électrique des radiateurs. Pour une meilleure dissipation de la chaleur, il est même possible d’utiliser le boîtier extérieur de l’équipement comme radiateur. Ceci impose d’autant plus de raccorder le boîtier à la masse électrique du système comprenant l’équipement. La représente une architecture électrique 10 comprenant deux convertisseurs statiques : un redresseur 12 et un onduleur 14. L’architecture électrique 10 est bien adaptée à équiper un véhicule, notamment un aéronef. L’architecture électrique 10 comprend un réseau alternatif 16 permettant d’alimenter une charge 18, tel que par exemple un moteur au travers du redresseur 12, générant une tension continue à partir la tension alternative issue du réseau alternatif 16, et au travers de l’onduleur 14 fournissant une tension alternative à la charge 18 à partir de la tension continue. Sur la , l’architecture électrique 10 est représentée de façon sommaire. En pratique, la tension continue peut former un réseau permettant d’alimenter un grand nombre de charges, chacune pouvant fonctionner avec une tension alternative différente. Il est possible d’adapter la fréquence de la tension alternative au besoin de la charge. On peut par exemple moduler la vitesse du moteur en faisant varier la fréquence au moyen de l’onduleur 14. Plusieurs onduleurs peuvent alimenter une même charge. L’architecture électrique 10 peut être reconfigurable en temps réel. Elle permet d’alimenter une charge au moyen d’autant de convertisseurs que nécessaire comme par exemple décrit dans la demande de brevet publiée sous le n° EP 2 887 519 et déposée au nom de la demanderesse. Des perturbations de mode commun peuvent circuler dans l’architecture électrique 10. Ces perturbations représentées en pointillés épais sur la circulent principalement au travers d’une masse électrique 20 de l’architecture électrique 10. Le réseau alternatif 16 étant relié à la masse 20, les perturbations se superposent aux tensions alternatives du réseau alternatif 16 puis aux tensions continues issues du redresseur 12. A ce jour, les perturbations de mode commun sont limitées au moyen de filtres inductifs disposés par exemple sur le réseau continu. Comme illustré sur la , un filtre de mode commun 22 comprend deux inductances disposées sur un même noyau magnétique. Dans chacune des inductances circule une phase du réseau continu. Les inductances sont réalisées au moyen de conducteurs électriques enroulés sur le noyau magnétique commun. Les conducteurs électriques formant les inductances sont dimensionnés pour supporter le courant utile du réseau continu. De ce fait, les sections de conducteurs sont importantes. Le noyau magnétique sur lequel les conducteurs sont enroulés est également volumineux. Ceci entraine un poids et un volume important pour le filtre 22. Par ailleurs, les interrupteurs électroniques des convertisseurs possèdent une capacité parasite 24 formée entre le canal de conduction de l’interrupteur, la semelle et le radiateur. Cette capacité 24 est due à la proximité entre le canal de conduction, la semelle et le radiateur, proximité rendue nécessaire pour l’évacuation de la chaleur dégagée lors des commutations. Des expérimentations en internes ont montré que les perturbations de mode commun tendent à se propager au travers des capacités parasites 24 des interrupteurs électroniques pour atteindre la masse électrique 20. Sur la , seules les capacités parasites 24 des interrupteurs électroniques de l’onduleur 14 sont représentées. Les diodes du redresseur 12 peuvent posséder également le même type de capacité parasite, dès qu’une de leurs électrodes est disposée à proximité ou en contact avec une pièce mécanique reliée électriquement à la masse électrique 20. Les courants formant les perturbations de mode commun sont d’autant plus importants que la fréquence de commutation augmente. Avec la mise en œuvre d’interrupteurs électroniques pouvant atteindre des temps de commutation extrêmement réduits, les courants de perturbation deviennent de plus en plus préoccupants. Du fait de leur volume et de leur masse, les solutions actuelles permettant de réduire les perturbations, notamment les courants de mode commun, sont difficiles à mettre en œuvre avec les nouvelles générations d’interrupteurs électroniques. L’invention propose une solution à ces problèmes en filtrant à la source les courants pouvant transiter dans les capacités parasites des interrupteurs électroniques. A cet effet, l’invention a pour objet un composant configuré pour commuter un signal électrique, le composant comprenant : - un substrat portant une puce semi-conductrice assurant la commutation du signal, - une semelle sur laquelle est fixé le substrat, la semelle étant configurée pour évacuer de la chaleur émise lors de commutation du composant, - deux conducteurs électriques connectés à la puce semi-conductrice et assurant respectivement l'entrée et la sortie de la puce semi-conductrice du signal à commuter, - un noyau magnétique fermé et réalisé en matériau ferromagnétique, le noyau magnétique étant disposé dans ou autour du composant de façon à ce qu'un courant de déplacement entre la puce semi-conductrice et la semelle induise une induction magnétique dans le noyau magnétique fermé, et de façon à ce que le chemin suivi par un courant de conduction du signal électrique commuté par le composant ne forme pas de spire autour du noyau magnétique. Avantageusement, le noyau magnétique est réalisé en matériau ferromagnétique possédant une partie imaginaire de perméabilité magnétique relative supérieure à 10. Avantageusement, le noyau magnétique est réalisé en matériau ferromagnétique nanocristallin. Le noyau magnétique peut comprendre un évidement central entourant la puce semi-conductrice. Le noyau magnétique peut entourer le composant. La semelle peut comprendre une gorge annulaire fermée entourant un volume situé sous le substrat du composant et la gorge annulaire est alors remplie d'un matériau ferromagnétique de façon à former un noyau magnétique fermé. Alternativement à la présence d’un évidement central, le noyau magnétique peut être en forme de plaque disposée sous le substrat. L’invention a également pour objet un ensemble formé par un composant tel que décrit plus haut et un radiateur sur lequel la semelle est plaquée, le noyau magnétique étant placé sur le radiateur. Le radiateur peut comprendre une gorge dans laquelle un noyau magnétique est disposé partiellement ou totalement. L’invention sera mieux comprise et d’autres avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée d’un mode de réalisation donné à titre d’exemple, description illustrée par le dessin joint dans lequel : la , déjà décrite, représente une architecture électrique dans laquelle l’invention peut être mise en œuvre ; la représente un premier exemple de mise en place d’un noyau magnétique à l’intérieur d’un composant de commutation ; la représente schématiquement la circulation de courants dans le composant représenté sur la ; la représente un second exemple de mise en place d’un noyau magnétique à l’intérieur d’un composant de commutation ; les figures 5 à 10 représentent plusieurs exemples de mise en place de noyaux magnétiques à l’extérieur d’un composant de commutation. Par souci de clarté, les mêmes éléments porteront les mêmes repères dans les différentes figures. La représente en coupe un composant de commutation 30 mettant en œuvre une puce active 32 à base de semi-conducteur. Tout type de composant de commutation peut être mis en œuvre dans le cadre de l’invention. Le composant peut être à commutation naturelle comme une diode ou à commutation commandée tel qu’un thyristor ou un transistor. A ce jour, de nombreux matériaux sont mis en œuvre pour réaliser des composants de commutation, notamment le silicium, le germanium, l'arséniure de gallium, le carbure de silicium, le nitrure de gallium. L’invention peut être mise en œuvre quel que soit le matériau semi-conducteur mis en œuvre. La représente schématiquement en coupe le composant 30. La puce 32 est déposée sur un substrat 34 isolant, par exemple en céramique. Une métallisation recouvre sélectivement le substrat 34 et permet de raccorder électriquement la puce 32. La métallisation comprend ici deux parties 36 et 38. La partie 36 reçoit une broche 40 et la partie 38, une broche 42. La partie 36 s’étend sous la puce 32 et forme une première électrode du composant 30. La partie 38 est raccordée électriquement à la partie supérieure de la puce 32 au moyen d’une ou plusieurs jambes métalliques 44 formant une seconde électrode du composant 30. Un signal électrique peut circuler entre les deux broches 40 et 42 en fonction de l’état de la jonction dans le semi-conducteur formant la puce 32. Pour un composant à commutation naturelle, la différence de potentiel entre les deux broches 40 et 42 détermine l’état de la jonction et pour un composant à commutation commandée, une électrode de commande, non représentée sur la , permet le déclenchement de la commutation en faisant passer la jonction d’un état bloqué à un état passant. L’électrode de commande peut être reliée à une autre partie de la métallisation au moyen d’une autre jambe non située dans le plan de coupe de la . Lors de son fonctionnement, le composant 30 dégage de la chaleur formant des pertes qu’il convient d’évacuer. Cette chaleur est principalement dégagée lors des commutations et lorsque la jonction est passante du fait de sa résistance interne. La chaleur générée dans la puce 32 est principalement drainée vers une semelle 46 sur laquelle le substrat 34 est fixé. La semelle 46 est par exemple réalisée en alliage métallique pour sa bonne capacité à conduire la chaleur. La semelle 46 peut par exemple être réalisée en alliage de cuivre ou d’aluminium. La semelle 46 peut être fixée à un radiateur, non représenté sur la et permettant l’évacuation de la chaleur. L’évacuation peut se faire dans l’air ambiant par convection naturelle ou forcée. L’évacuation peut également se faire au moyen d’un de canaux circulant dans le radiateur et dans lesquels circule un fluide caloporteur. Le dimensionnement du radiateur est réalisé en fonction de la chaleur générée par le composant 30 lors de son utilisation et, pour une évacuation par convection, en fonction du milieu ambiant dans lequel baigne le radiateur. Il est courant de raccorder le radiateur à la masse électrique de l’équipement dans lequel le composant 30 et mis en œuvre, par exemple un convertisseur 12 ou 14 tels que représentés sur la . Comme évoqué plus haut, une capacité parasite se forme entre, d’une part la puce 32 et ou la partie 36 de la métallisation, et d’autre part la semelle 34, le substrat 34 formant un diélectrique de cette capacité parasite. Une autre capacité parasite se forme dans la puce 32 elle-même entre ses électrodes. Un courant de déplacement peut se former entre la jonction et la semelle 46 au travers de la capacité parasite. Ce courant peut être d’autant plus important que la vitesse de commutation augmente. En pratique, lors d’une commutation le courant circulant dans la jonction s’établit ou s’interrompt formant un échelon de courant dans un chronogramme. La demanderesse s’est aperçu que la répétition de ces échelons de courant génère des courants de fuite non négligeable circulant dans la masse électrique du système au travers de la capacité parasite du composant 30. L’invention cherche à limiter le courant circulant dans cette capacité parasite au moyen d’un noyau magnétique 50 fermé entourant la puce 32. Le courant circulant dans la capacité parasite, appelé courant de déplacement, traverse l’évidement central 52 du noyau magnétique 50 qui forme ainsi une inductance tendant à s’opposer à l’établissement de ce courant. Pour éviter que le noyau magnétique ne soit soumis au signal utile commuté par le composant et circulant entre les deux broches 40 et 42, le noyau magnétique 50 est disposé dans le composant de façon à ce que le chemin suivi par le courant, appelé courant de conduction, du signal utile ne forme pas de spire autour du noyau magnétique 50. Plus précisément, le courant utile circule entre les deux broches 40 et 42 en passant par la partie 36 de la métallisation, la jonction de la puce 32, la jambe 44 et la partie 38 de la métallisation. Ce chemin peut en partie pénétrer dans l’évidement central 52 et en ressortir du même côté du noyau magnétique 50 sans former de spire enroulé autour du noyau magnétique 50. Une telle réalisation est bien adaptée à des composants 30 dans lesquels les broches 40 et 42 sont disposées d’un même côté de la semelle 46. La figure 3 représente schématiquement la circulation de courants dans le composant représenté sur la figure 2. Le courant de conduction I C formant le signal électrique commuté circule entre les broches 40 et 42 par la jonction formée dans la puce semi-conductrice 32. La ou les capacités parasites formées dans le composant 30 ou à l’extérieur de celui-ci portent le repère 48. Dans ces capacités un champ électrique apparait et sa variation temporelle induit un courant de déplacement I D qui se reboucle dans l’architecture électrique 10 intégrant le composant 30. En pratique, le courant de déplacement I D forme essentiellement les perturbations représentées en pointillés épais sur la . Le courant de déplacement I D se reboucle par une ou par les deux broches 40 et 42. Le courant de déplacement I D se superpose au courant utile commuté par le composant et appelé courant de conduction I C . La valeur du courant de déplacement I D peut dépasser le pourcent de la valeur du courant de conduction I C . Comme évoqué plus haut, plus la vitesse de commutation du composant est grande, plus la valeur du courant de déplacement I D augmente. En disposant le noyau magnétique 50 de façon à ce que le courant de déplacement I D traverse l’évidement central 52, le chemin suivi par le courant de déplacement I D forme une spire autour du noyau magnétique 50 du fait du rebouclage de ce courant. En pratique, le courant appelé courant de déplacement s’établit entre les armatures d’une capacité en l’absence de support sous forme de conducteur électrique. Au-delà des armatures, ce courant est conduit par différents conducteurs électriques et notamment la semelle 46. Il devrait donc être également qualifié de courant de conduction. Par simplicité, et pour le distinguer du courant utile commuté par le composant et appelé courant de conduction, le courant s’établissant au travers des capacités parasites 48 du composant 30 sera appelé par la suite courant de déplacement même lorsqu’il est porté par des conducteurs électriques en amont ou en aval des capacités parasites 48. Le noyau magnétique 50 peut être disposé précisément en entourant la ou les capacités parasites 48 du composant 30. Le noyau magnétique peut également être disposé en amont ou en aval de ces capacités parasites sur le chemin suivi par le courant de déplacement I D même lorsque celui-ci est porté par un conducteur électrique. Cela présente un intérêt, notamment lorsqu’il est impossible de déterminer avec précision où sont situées toutes les capacités parasites du composant 30. Il est cependant avantageux de disposer le noyau magnétique dans le composant 30, ou à proximité immédiate de celui-ci, comme on le verra plus loin afin de mieux maîtriser les conducteurs électriques susceptibles de porter le courant de déplacement. Ceci permet notamment de permettre au composant 30 de fixer sa semelle 46 sur tout type de support, notamment réalisés en matériaux conducteur de l’électricité et susceptible de voir transiter le courant de déplacement I D lors de son rebouclage. Il est possible de mettre en œuvre un noyau magnétique 50 fermé sans entrefer. Ce type de noyau est appelé par de nombreux fabricant : « noyau torique ». Il est formé autour d'un évidement central. La qualification de torique pour le noyau magnétique va bien au-delà de la définition mathématique d’un tore. On trouve notamment des noyaux magnétiques dits toriques à section circulaire, rectangulaire… Pour équiper le composant 30, la forme de la section du noyau magnétique 50 est adaptée à la forme de la puce 32 et à celle de la partie 36 de la métallisation. Afin de permettre l’effet optimum du noyau magnétique 50 sur le courant de déplacement I D pouvant circuler dans les capacités parasites du composant 30, le noyau magnétique 50 s’étend autour d’un axe 54 sensiblement perpendiculaire au plan 56 dans lequel s’étend la semelle 46. En effet, on peut considérer la semelle 46 comme une des armatures conductrices de la ou des capacités parasites du composant 30 et le courant de déplacement I D circule en grande partie perpendiculairement à cette armature. Dans la pratique, l’effet du noyau magnétique 50 sur le courant de déplacement I D apparait lorsque l’axe 54 n’est pas parallèle au plan de la semelle 46. Le noyau magnétique 50 est réalisé en matériau ferromagnétique. Idéalement, on choisit un matériau à forte perméabilité relative. La perméabilité relative maximum, habituellement notée µ r , relie dans un domaine linéaire le champ magnétique B et le champ d'excitation magnétique H induit par le courant de déplacement. On considère généralement que les matériaux à forte perméabilité relative possèdent une valeur µ r supérieure à 30 000. On peut réaliser la mesure de la perméabilité magnétique relative maximum pour une excitation magnétique de 100 mA/cm à une fréquence de 10k Hz. De nombreux fabricants de matériaux magnétiques affichent dans leur catalogue la valeur de perméabilité relative maximum avec une tolérance de +/- 15%. Ce type de mesure avec sa tolérance peut être pris en compte dans le cadre de l’invention. Les noyaux magnétiques sont habituellement utilisés avec des spires de conducteurs électriques enroulés autour des noyaux magnétiques et dans lesquels circulent un courant électrique. Dans le cadre de l’invention, le noyau magnétique 50 est utilisé sans spire de conducteur électrique traversant l’évidement central 52. Cependant un champ électrique variable peut s’établir dans l’évidement central 52 ou dans son prolongement le long de l’axe 54. La quatrième équation de Maxwell, également appelée loi d’Ampère-Maxwell, prévoit que le rotationnel de l’induction magnétique est proportionnel à la densité de courant dans un conducteur et à la variation temporelle du champ électrique . Dans l’invention, en l’absence de conducteur électrique traversant l’évidement central 52, le courant de conduction représentée par le vecteur , est nul. On ne s’intéresse qu’à la variation temporelle du champ électrique dans les capacités parasites du composant 30. Cette variation temporelle génère un courant de déplacement I D . D’après la troisième équation de Maxwell, également appelée loi de Faraday, la variation temporelle d’induction magnétique dans le noyau magnétique 50 induit un champ électrique opposé au champ électrique généré par le courant de déplacement I D circulant dans la capacité parasite. Ce champ électrique opposé tend à s’opposer à l’établissement des courants de fuites par la capacité parasite. En première approche, cette opposition peut se modéliser par une inductance connectée en série de la capacité parasite du composant 30. La valeur de l’inductance est d’autant plus importante que la perméabilité relative maximum du noyau magnétique 50 est forte. En effet, dans les deux équations de Maxwell cité plus haut, apparait la perméabilité magnétique µ du milieu. Cette perméabilité est égale au produit de la perméabilité du vide µ 0 par la perméabilité relative µ r du milieu, voisine de 1 pour l’air et beaucoup plus importante pour un noyau magnétique en matériau ferromagnétique. Pour conserver une valeur d’inductance élevée, le noyau magnétique 50 doit rester dans son domaine linéaire et éviter de se saturer. En effet, lors de la saturation, la perméabilité relative décroit jusqu’à devenir égale à 1. Autrement dit, un noyau magnétique fortement saturé n’a pratiquement aucune influence sur le champ magnétique qu’il génère en fonction de l’induction qu’il reçoit. Pour limiter les risques de saturation du noyau magnétique 50, on évite tout conducteur électrique formant une spire autour du noyau magnétique 50 et notamment une spire pouvant être formée par le chemin suivi par le courant circulant entre les broches 40 et 42. Plus précisément, la puce 32 peut être située à l’intérieur de l’évidement central. Mais l’entrée et la sortie du courant dans la puce 32 doit se faire par un même côté de l’évidement central 52, par exemple par le dessus comme représenté sur la . Parmi les matériaux ferromagnétiques connus, pour réaliser le noyau magnétique 50, il est possible de mettre en œuvre des matériaux formés d’alliages contenant majoritairement de fer et de nickel. Ces matériaux sont apparus au début du XX ième siècle et sont notamment connus sous le nom de « Permalloy » et de « Mu-métal ». Ces matériaux sont cristallins et pour atteindre de bonnes propriétés magnétiques, des traitements thermiques sont nécessaires, traitement tendant à augmenter les dimensions des grains cristallins. Cette augmentation de taille de grains tend à détériorer les propriétés mécaniques de ces alliages les rendant difficiles à mettre en forme. Des matériaux amorphes ont ensuite été développés afin de faciliter la mise en œuvre des matériaux ferromagnétiques. Cependant, la présence d’éléments amorphisants, tel que le bore par exemple, tend à limiter l’induction à saturation. De plus, des pertes magnétiques importantes apparaissent lors d’utilisations à haute fréquence. Vers la fin du XX ième siècle, une nouvelle famille de matériaux nanocristallins a été développée, notamment par la société Arcelor-Mittal Imphy et connue sous le nom « Finemet ». Différentes nuances sont produites sous l'appellation « Nanophy ». Elles possèdent notamment des compositions de type FeCuMSiB où M est un métal de transition. Une composition largement utilisée est du type : Fe 73.5 Cu 1 Nb 3 Si x B 22.5-x et contiennent 13.5% ou 16.5% de silicium. Dans cette famille, des cristaux de fer-silicium sont noyés dans une matrice résiduelle amorphe. Les cristaux ont des dimensions de l’ordre du nanomètre. Par rapport aux alliages fer-nickel, les matériaux nanocristallins présentent l'avantage d'avoir une induction à saturation beaucoup plus élevée, de l’ordre de 1,3T au lieu de 0,7T typiquement pour le Permalloy. Plus récemment, d’autres matériaux nanocristallins de type FeMB ont également été développés. Ils contiennent généralement plus de 80% de fer, 7% de métal de transition et le complément en bore. Les matériaux de cette famille comprennent des nano cristaux de fer pur. Leur induction à saturation est comparable à celle de la famille Finemet. Les matériaux nanocristallins permettent de bénéficier de certains avantages des matériaux amorphes, notamment leur homogénéité. Ceci est dû, pour les matériaux nanocristallins, à une structure composée de très petits cristaux orientés aléatoirement et répartis de manière homogène dans une matrice amorphe et donc sans joint de grains. Les matériaux nanocristallins sont souvent réalisés sous forme de rubans que l’on enroule pour former des noyaux magnétique fermés souvent appelés noyaux toriques. L’ensemble de ces matériaux et tout autre matériau ferromagnétique peut bien entendu être utilisé dans le cadre de l’invention pour réaliser le noyau magnétique 50. Le choix de matériau est réalisé en fonction des courants de déplacement susceptibles de circuler dans les capacités parasites du composant 30 et en fonction du risque de saturation du noyau magnétique 50. Des essais en interne ont montré que des matériaux ferromagnétiques ayant une perméabilité magnétique maximum relative supérieure à 100 apportent un effet de réduction des courants de déplacement. Les matériaux ferromagnétiques nanocristallins possèdent des valeurs de perméabilité magnétique relative bien plus élevées (typiquement supérieure à 30000) et sont d’autant plus efficaces. Plus précisément, il est possible de définir une perméabilité magnétique relative complexe : µ r = µ r ’ - jµ r ’’. La partie réelle µ r ’ de la perméabilité magnétique représente la faculté de stocker de l’énergie magnétique, c’est-à-dire la partie inductance de l’impédance apportée par le noyau magnétique. La partie imaginaire µ r ’’ de la perméabilité magnétique représente les pertes magnétiques et peut s’apparenter à une résistance dissipant de l’énergie sous forme de chaleur. La plupart des fabricants de noyaux magnétiques donnent une valeur numérique de la perméabilité magnétique relative. Cette valeur numérique correspond au module de la perméabilité magnétique relative complexe. Pour un matériau donné, Il est possible de retrouver la partie réelle et la partie imaginaire en réalisant une mesure d’impédance d’un enroulement réalisé autour d’un noyau magnétique réalisé dans le matériau considéré. Plus précisément : µ r ’ = (l . L eff ) / (µ 0 . N 2 . A) µ r ’’ = (l (R eff – R ω )) / (µ 0 . N 2 . ω . A) Dans ces deux formules : l représente la longueur magnétique moyenne du noyau utilisé pour réaliser la mesure d’impédance, L eff représente l’inductance mesurée, N représente le nombre de spires de l’enroulement utilisé pour la mesure d’impédance, A représente la surface de la section du noyau magnétique, R eff représente la résistance équivalente aux pertes magnétiques, incluant la résistance de l’enroulement seul, R ω représente la résistance de l’enroulement seul, µ 0 représente la perméabilité absolue du vide (4π 10 -7 H/m) et ω représente la pulsation (2πf) à laquelle la mesure d’impédance est réalisée. Comme pour les valeurs numériques données par les fabricants, on pourra choisir une pulsation correspondant à une fréquence de 10kHz. La société Keysight Technologies dont le siège social est située aux Etats Unis d’Amérique : 1400 Fountaingrove Parkway Santa Rosa, CA 95403-1738 propose une méthode précise de mesure dans un document : « Solution for Measuring Permittibity and Permeability with LCR Meters and Impedance Analysers » publié le 3 août 2014 et disponible à la date de dépôt de la présente demande de brevet à l’adresse : https://www.keysight.com/fr/en/assets/7018-06683/application-notes/5980-2862.pdf La mise en place d’un noyau magnétique selon l’invention permet d’atténuer la résonance des perturbations décrites à l’aide de la . Cette résonance est due à un circuit de type LC où la capacité est la capacité parasite du composant de commutation et où l’inductance est celle du circuit auquel appartient le composant de commutation. En ajoutant un noyau magnétique selon l’invention, la fréquence de résonance des perturbations est réduite et la partie complexe de la perméabilité magnétique permet d’atténuer le facteur de qualité du circuit résonant. Ces deux paramètres, réduction de la fréquence et du facteur de qualité permettent de réduire grandement les perturbations. Bien que la partie imaginaire de la perméabilité magnétique, soit fonction de la fréquence de résonance du circuit dans son ensemble, certains fabricants de matériaux ferromagnétiques donnent une valeur propre au matériau. Par exemple, pour certains matériaux nanocristallins, on trouve des valeurs de l’ordre de 90000 pour la partie réelle et de l’ordre de 20000 pour la partie imaginaire de la perméabilité magnétique relative. En pratique des essais en interne ont montré qu’avec une partie imaginaire de perméabilité magnétique supérieure à 10, des résultats intéressants sont déjà obtenus. A l’aide de la , on s’est intéressé à la ou aux capacités parasites formées par la puce 32 et sa partie de métallisation 36. Il est également possible d’entourer individuellement d’autres parties de métallisation et notamment la partie 38 qui peut former une capacité parasite avec la semelle 46. La représente un autre exemple de composant de commutation 60 dans lequel on retrouve la puce 32, le substrat 34, les deux parties de métallisation 36 et 38, les deux broches 40 et 42, la jambe 44 et la semelle 46. Le composant de commutation 60 comprend en outre un noyau magnétique 62 qui, à la différence du noyau 50, entoure le substrat 34. Ainsi toutes les parties de métallisation s’étendant sur le substrat 34 et pouvant former de capacités parasites avec la semelle 46 sont entourées par le noyau magnétique 62. Il est possible de réaliser un composant de commutation possédant plusieurs substrats 34 fixés sur une même semelle 46. Dans ce cas, un noyau magnétique 62 peut entourer individuellement chacun des substrats. Alternativement, le noyau magnétique 62 peut entourer collectivement l’ensemble des substrats réalisés sur une même semelle. Le noyau magnétique 62 et son évidement central 64 s’étendant selon l’axe 66 possèdent toutes les caractéristiques énoncées plus haut pour le noyau magnétique 50. Notamment, le noyau magnétique 62 est disposé dans le composant 60 de façon à ce que le chemin suivi par le signal utile ne forme pas de spire autour du noyau magnétique 62 Classiquement, les composants de commutation du commerce possèdent une encapsulation 70 recouvrant le substrat 34 et tous les éléments qui y sont fixés au-dessus de la semelle 46 à savoir les parties de métallisation 36, 38, la puce 32, les broches 40, 42 et les jambes 44. Hors de l’encapsulation, sont accessibles : la semelle 46, pour y fixer un radiateur et les extrémités des broches 40 et 42 pour raccorder le composant. L’encapsulation 70 a été représentée sur la . Une même encapsulation existe aussi pour le composant 30 de la . Sur la , la charge 18 fonctionne en courant alternatif triphasé. L’onduleur 14 est formé de trois branches 14u, 14v et 14w permettant chacune de générer une des phases alternatives à partir de la tension continue délivrée par le redresseur 12. Chacune des branches comprend deux transistors T, par exemple de type IGBT, chacun associé à une diode D appelée diode de roue libre. Il est possible de réaliser dans une même encapsulation un composant de commutation formant une branche de l’onduleur. Plus précisément, à l’intérieur de l’encapsulation, le composant comprend deux transistors T et deux diodes D portées par un même substrat ou par des substrats distincts mais tous portés par une même semelle. Les transistors T et les diodes D sont raccordés à l’intérieur de l’encapsulation par la métallisation portée par le substrat s’il est unique. Les puces formant chacune des diodes et chacun des transistors peuvent être entourées chacune par un noyau magnétique fermé. Alternativement ou en complément, le ou les substrats peuvent être entourés par un noyau magnétique fermé. Dans les exemples représentés sur les figures 2 et 4, les noyaux magnétiques 50 et 62 sont disposés à l’intérieur de l’encapsulation 70. Sur les figures 5 à 9, des noyaux magnétiques fermés ayant, les mêmes caractéristiques que les noyaux 50 et 62, sont disposés à l’extérieur de l’encapsulation. En disposant des noyaux magnétiques à l’extérieur de l’encapsulation, il est possible de mettre en œuvre l’invention avec des composants du commerce sans les modifier ou tout au moins sans en modifier l’intérieur. De plus, il est possible d’adapter les matériaux et les dimensions des noyaux magnétiques à l’équipement dans lequel sont intégrés les composants et notamment au fonctionnement de chacun des composants de commutation dont on cherche à limiter les courants de fuite pouvant circuler dans leurs capacités parasites. Comme précédemment, les noyaux magnétiques des figures 5 à 9 comprennent chacun un évidement central et sont disposés autour des composants de façon à ce que le chemin suivi par le signal utile commuté par le ou les composants ne forme pas de spire autour du noyau magnétique. La représente un composant de commutation 80 dont la semelle 82 est plaquée à un radiateur 84 permettant son refroidissement. Un noyau magnétique 86 entoure l’ensemble du composant 80. L’interface 88 entre la semelle 82 et le radiateur 84 forme un plan. Pour le radiateur 84, ce plan est prolongé au-delà de la semelle 82 et le noyau magnétique 86 est disposé sur ce plan. La représente plusieurs composants de commutation, deux composants 90 et 92 dans l’exemple représenté. Cet exemple peut se généraliser pour un plus grand nombre de composants. Les semelles des deux composants 90 et 92 sont plaquées sur un même radiateur 94 plan. Un noyau magnétique 96 entoure les deux composants 90 et 92. En complément du noyau magnétique 96, il est possible de prévoir un noyau magnétique semblable au noyau 86 et entourant chacun des composants 90 et 92. La représente un composant de commutation 100 encapsulé dans un boîtier de type TO220. Ce type de boîtier est couramment mis en œuvre pour des transistors de puissance. Le boîtier comprend une semelle 102 et des broches 104 permettant le raccordement électrique du boîtier. La semelle 102 est plaquée contre un radiateur 106 permettant le refroidissement du boîtier. La semelle 102 peut être au potentiel d’une des broches 102. Il est par exemple courant de raccorder la semelle 102 au collecteur du transistor. Dans l’utilisation du transistor, son collecteur peut être raccordé à la masse électrique et le radiateur également. Dans ce cas, la semelle 102 et le radiateur 106 peuvent être électriquement raccordés par contact direct. Alternativement, il est possible d’isoler électriquement la semelle 102 du radiateur 106, notamment lorsque la tension du collecteur peut varier par rapport à la masse électrique. L’isolement peut être réalisé au moyen d’une plaquette isolante interposée entre le radiateur 106 et la semelle 102. La plaquette possède de bonnes propriétés de conduction thermique. Ce type de plaquette peut se trouver dans le commerce avec des dimensions adaptées au boîtier du composant. Il existe par exemple des plaquettes à base d’oxyde d’aluminium, de mica ou de silicone. On a vu précédemment qu’une capacité parasite pouvait exister à l’intérieur du composant notamment entre les métallisations et la semelle 102. Une autre capacité parasite peut s’ajouter entre la semelle 102 et le radiateur 106 lorsque ce dernier est isolé électriquement de la semelle 102. Ces deux capacités parasites peuvent être considérées comme deux capacités en série. Un noyau torique disposé à l’intérieur du composant, comme décrit à l’aide des figures 2 et 4 présente déjà de l’intérêt pour limiter l’établissement de courants de déplacement I D au travers des capacités parasites. Alternativement ou un complément, il est possible de disposer un noyau magnétique 108 à l’extérieur du composant en entourant la semelle 102. Comme sur les figures 5 et 6, le radiateur 106 est plan et déborde de la semelle 102. Le noyau magnétique 108 est posé sur le plan du radiateur 106. Les noyaux magnétiques 86, 96 et 108 peuvent être recouverts d’un film assurant leur isolation électrique par rapport aux pièces avec lesquelles ils sont en contact, et notamment le radiateur associé et les composants. De façon plus générale, tout noyau magnétique disposé à l’intérieur ou à l’extérieur du composant de commutation peut être isolé électriquement de son environnement ou raccordé électriquement. La représente un autre composant de commutation 110 encapsulé dans un boîtier de type TO220 comprenant une semelle 112 en contact avec un radiateur 114. Pour limiter l’encombrement du composant associé à un noyau magnétique externe comme dans les exemples représentés sur les figures 5 à 7, la semelle 112 comprend une gorge annulaire 116 fermée entourant un volume situé sous le substrat du composant 110. La gorge annulaire 116 est remplie d’un matériau ferromagnétique de façon à former un noyau magnétique fermé 118 conforme à l’invention. La semelle 112 est plane et est en contact avec le radiateur 114 également plat. Avantageusement, le noyau magnétique 118 ne déborde pas du plan de la semelle 112. Ainsi, il n’est pas nécessaire de prévoir une adaptation particulière du radiateur 114 pour recevoir le noyau magnétique 118. Le noyau magnétique 118 participe à la conduction thermique de la semelle 112. L’exemple de réalisation de la permet de ne pas modifier l’intérieur du composant tel que décrit dans les exemples des figures 2 et 4. Les exemples de réalisation des figures 7 et 8 sont bien entendu adaptables à tout type de boîtier possédant une semelle, par exemple de type TOP3, TO126… D’autres positions du noyau magnétique sont possibles. La représente un autre exemple dans lequel le composant de commutation 80 est repris. Le composant de commutation 80 est posé à plat sur une face plane 120 d’un radiateur 122 comprenant une gorge 124 réalisée dans la face plane 120. Un noyau magnétique 126 est disposé partiellement ou totalement dans la gorge 124. Comme précédemment le noyau magnétique 126 entoure le composant 80. Il est possible, comme dans l’exemple de réalisation représenté sur la , d’entourer plusieurs composants dans l’évidement central 128 du noyau magnétique 126. Ce type de gorge et l’insertion d’un noyau magnétique est possible avec des semelles et des radiateurs non plans. La représente un autre exemple de mise en place du noyau magnétique permettant de simplifier sa réalisation. Sur la , on retrouve le composant 80, sa semelle 82 et le radiateur 84. Le noyau magnétique 130 est ici en forme de plaque disposée entre la semelle 82 et le radiateur 84. La plaque est continue sans évidement comme dans les précédentes réalisations. Il est également possible de disposer le noyau magnétique 130 à l’intérieur du composant 80 entre son substrat et sa semelle 82. De façon plus générale, le noyau magnétique 130 en forme de plaque est disposé sous le substrat 34, soit entre le substrat 34 et la semelle 82 soit sous la semelle 82 comme représenté sur la . Le courant de déplacement I D évoqué plus haut, traverse le noyau magnétique 130 sensiblement perpendiculairement au plan dans lequel la plaque s’étend principalement. Le courant de déplacement I D induit une induction magnétique tournant dans le plan de la plaque à l’intérieur du noyau magnétique 130 et dans la partie de la plaque correspondant aux différents noyaux magnétiques à évidement central décrits plus haut. La partie centrale du noyau magnétique 130 centrée sur le courant de déplacement I D tend également à s’opposer au courant de déplacement I D . Comme dans les exemples représentés sur les figures 2 et 4, dans les exemples représentés sur les figures 5 à 9, le chemin suivi par le signal électrique commuté I C dans le ou les composants représentés ne forme pas avec le noyau magnétique de spire tendant à générer un champ magnétique induit dans le noyau magnétique. Composant configuré pour commuter un signal électrique (I C ), le composant (30 ; 60 ; 80 ; 90, 92 ; 100 ; 110) comprenant : - un substrat (34) portant une puce semi-conductrice (32) assurant la commutation du signal, - une semelle (46 ; 82 ; 102 ; 112) sur laquelle est fixé le substrat (34), la semelle (46 ; 82 ; 102 ; 112) étant configurée pour évacuer de la chaleur émise lors de commutation du composant, - deux conducteurs électriques (40, 42) connectés à la puce semi-conductrice (32) et assurant respectivement l’entrée et la sortie de la puce semi-conductrice (32) du signal (I C ) à commuter, - un noyau magnétique fermé (50 ; 62 ; 86 ; 108 ; 118 ; 126 ; 130) et réalisé en matériau ferromagnétique, le noyau magnétique (50 ; 62 ; 86 ; 96 ; 108 ; 118 ; 126) étant disposé dans ou autour du composant (30 ; 60 ; 80 ; 90, 92 ; 100 ; 110) de façon à ce qu’un courant de déplacement (I D ) entre la puce semi-conductrice (32) et la semelle (46 ; 82 ; 102 ; 112) induise une induction magnétique dans le noyau magnétique fermé (50 ; 62 ; 86 ; 108 ; 118 ; 126 ; 130), et de façon à ce que le chemin suivi par un courant de conduction du signal électrique (I C ) commuté par le composant (30 ; 60 ; 80 ; 90, 92 ; 100 ; 110) ne forme pas de spire autour du noyau magnétique (50 ; 62 ; 86 ; 108 ; 118 ; 126 ; 130). Composant selon la revendication 1, dans lequel le noyau magnétique (50 ; 62 ; 86 ; 108 ; 118 ; 126 ; 130) est réalisé en matériau ferromagnétique possédant une partie imaginaire de perméabilité magnétique relative supérieure à 10. Composant selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le noyau magnétique (50 ; 62 ; 86 ; 108 ; 118 ; 126 ; 130) est réalisé en matériau ferromagnétique nanocristallin. Composant selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le noyau magnétique (50 ; 62) comprend un évidement central (52 ; 64) entourant la puce semi-conductrice (32). Composant selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le noyau magnétique (86 ; 108 ; 118 ; 126) entoure le composant (80 ; 90, 92 ; 100 ; 110). Composant selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la semelle (112) comprend une gorge annulaire (116) fermée entourant un volume situé sous le substrat (34) du composant (110) et dans lequel la gorge annulaire (116) est remplie d’un matériau ferromagnétique de façon à former un noyau magnétique fermé (118). Composant selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le noyau magnétique (130) est en forme de plaque disposée sous le substrat (34). Ensemble formé par un composant selon l’une des revendications précédentes, et un radiateur (84 ; 94 ; 106 ; 114 ; 122) sur lequel la semelle (82 ; 102 ; 112) est plaquée, le noyau magnétique (86 ; 108 ; 118 ; 126 ; 130) étant placé sur le radiateur (84 ; 94 ; 106 ; 114 ; 122). Ensemble selon la revendication 8, formé par un composant selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel le radiateur (122) comprend une gorge (124) dans laquelle un noyau magnétique (126) est disposé partiellement ou totalement.