INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
L’invention s’applique notamment au domaine des systèmes électriques embarqués dans un contexte de développement de véhicules ou avions plus électriques, avec une nécessité de disposer de systèmes de conversion d’énergie fiables, modulaires et performants, et concerne notamment un système d'alimentation d’un circuit de commande dans un module de conversion de puissance, tel qu’un bras d’onduleur.
Techniques antérieures Les structures de puissance à commutation utilisent de manière connue un circuit de commande rapprochée, également appelé sous le terme anglosaxon « gate driver », afin de piloter des composants de puissance tels que des transistors ou des thyristors.
Par exemple un onduleur, qui génère des tensions et des courants alternatifs à partir de tensions ou courants continus, comprend des composants de puissance tels que des transistors de puissance qui sont pilotés par des circuits de commande rapprochée pour leur appliquer une consigne de fonctionnement élaborée par un module de commande global de l’onduleur.
Pour des raisons de sécurité, ces circuits de commande rapprochée nécessitent généralement l’instauration d’une isolation galvanique entre un côté primaire qui est relié à un circuit électrique à basse tension, ce circuit comprenant le module de commande globale, dont l’une des fonctions est de calculer et générer des ordres de commutation destinés aux composants de puissance, et un côté secondaire qui est relié à un circuit électrique haute tension, ce circuit comprenant les composants de puissance à piloter.
L’isolation galvanique peut-être réalisée de différentes manières et notamment, de manière connue, par l’intermédiaire d’un transformateur disposé dans le système d’alimentation du circuit de commande rapprochée.
L’insertion d’un tel transformateur dans le système d’alimentation du circuit de commande rapprochée a pour effet d’induire des capacités parasites entre les côtés primaire et secondaire contribuant au chemin de mode commun du courant. Or, dans le côté secondaire, la commande des composants de puissance induit des variations dV/dt brutales des potentiels, alors que le côté primaire est sensible aux perturbations électromagnétiques. Les variations brutales de potentiels au secondaire engendrent un déplacement du courant de mode commun depuis le côté secondaire vers le côté primaire du circuit de commande rapprochée via ces capacités parasites.
Plus les capacités parasites sont élevées, plus le courant de mode commun est important, ce qui provoque des problèmes de compatibilité électromagnétiques dites CEM côté primaire pouvant perturber et provoquer des défauts dans le contrôle du circuit de commande. Ces perturbations sont plus problématiques lorsque les composants de puissance sont à base de transistors à semi-conducteur à grand gap, car les valeurs dV/dt sont plus critiques.
Le système d’alimentation 4 pour le circuit de commande rapprochée 3 comprend en outre, comme précisé plus haut dans la description, un premier module d’émission et de réception de données 13a disposé côté primaire et un deuxième module d’émission et de réception de données 13b identique au premier et disposé côté secondaire.
Les modules 13a et 13b sont reliés de manière filaire respectivement à chacun des écrans primaires 9a et 10a et des écrans secondaires 9b et 10b. Plus précisément, la liaison filaire entre le premier module 13a et l’écran primaire 9a est une voie d’émission des données pour le premier module 13a et celle entre le premier module 13a et l’écran primaire 10a est une voie de réception des données pour le premier module 13a. De même, la liaison filaire entre le deuxième module 13b et l’écran secondaire 9b est une voie de réception des données pour le deuxième module 13b et celle entre le deuxième module 13b et l’écran secondaire 10b est une voie d’émission des données pour le deuxième module 13b.
Chacun des modules 13a et 13b est apte à moduler et démoduler des données à émettre ou reçues via le transformateur 6. Ainsi, comme précédemment expliqué, lorsque les écrans de deux paires 9 et 10 sont tous isolés de leur masse respective 12a et 12b, les commutateurs S1a, S1b, S2a et S2b étant tous commandés à l’état ouvert, les modules 13a et 13b permettent une communication bidirectionnelle des données d’information entre les côtés primaire et secondaire du système d’alimentation 4 du circuit de commande rapprochée. Il s’agit du premier mode de fonctionnement. Cette communication de données est utilisée pour échanger des données représentatives de l’état de santé, telles que des mesures de température, des mesures de tension drain source ou de tension grille source des transistors de puissance 2 H et 2 L et des ordres de commande des circuits permettant ces mesures rapprochées.
En pratique, les données envoyées par les modules 13a et 13b sont modulées à haute fréquence par rapport à la fréquence de fonctionnement du transformateur 6, afin de limiter l’impact des capacités parasites C1b, C1a, C2b, C2a entre les écrans et les bobines du transformateur 6. Par exemple, les données envoyées sont modulées à une fréquence de 10MHz.
Ainsi, le système d’alimentation 4 proposé avec ses paires d’écrans électrostatiques 9 et 10 et ses commutateurs S1a, S2a, S1b et S2b permettant d’isoler ou au contraire de relier les écrans primaire et secondaire de chaque paire 9 et 10 à une masse correspondante 12a et 12b, permet ainsi de configurer le système d’alimentation 4 dans un premier mode de fonctionnement en moyen de transfert de données par couplage capacitif, dans lequel lesdits commutateurs S1a, S2a, S1b et S2b sont commandés à l’état ouvert, et dans un deuxième mode de fonctionnement en moyen de réjection du courant induit dans les écrans primaires 9a et 10a et secondaires 9b et 10b par les capacités parasites associées C1b, C1a, C2b, C2a vers la masse du primaire 12a et du secondaire 12b respectivement, lesdits commutateurs S1a, S2a, S1b et S2b étant commandés à l’état fermé.
Les deux modes de fonctionnement sont illustrés sur la , représentant un graphique illustrant l’évolution en fonction du temps des trames 15 d’émission de données (courbe A) par les modules 13a et 13b, de signaux de commande d’alimentation V comd_transf_H/L du bobinage primaire du transformateur 6 (courbe B), des signaux de commande Vg H/L des transistors de puissance 2 H et 2 L fournis par les circuits de commande rapprochée 3 H , 3 L (courbe C), et l’évolution de la variation du potentiel du point milieu VSW entre les transistors de puissance 2 H et 2 L de l’exemple illustré d’un bras onduleur (courbe D).
Plus précisément, entre les instants t0 et t1, il n’y a pas de brusque variation de potentiel dV/dt, et le premier mode de fonctionnement est activé. Cela signifie que les commutateurs S1a, S2a, S1b et S2b du dispositif de commutation 11 sont ouverts et que des trames de données 15 sont échangées.
A l’inverse, entre les instants t1 et t2, la commutation à l’état OFF des transistors de puissance 2 H et 2 L intervient, provoquant une brusque variation de potentiel dV/dt de la tension drain source aux bornes des transistors de puissance 2 H et 2 L . C’est dans ces phases de commutation des transistors de puissance correspondant à de brusques variations de tension (fort dV/dt) que le deuxième mode de fonctionnement est activé. Durant ces phases, les commutateurs S1a, S2a, S1b et S2b sont tous commandés simultanément à l’état fermé de sorte que le courant de mode commun induit sur les écrans primaires 9a et 10a et secondaires 9b et 10b par les capacités parasites est réorienté vers la masse correspondante du primaire 12a ou du secondaire 12b de ces écrans. De cette manière, le courant de mode commun non désiré dû aux fortes variations de potentiel côté secondaire ne circule plus vers le primaire, mais est dirigé vers la masse 12b du secondaire, ce qui permet d’éviter les dysfonctionnements CEM. Pendant ce temps, aucune trame de données 15 n'est échangée entre le côté primaire et le côté secondaire.
La durée d’un cycle de fonctionnement correspondant au deuxième mode de fonctionnement est en pratique très courte, de l'ordre de la durée de la brusque variation de potentiel dV/dt. En dehors de ces cycles courts, de l’ordre de quelques centaines de nanosecondes, correspondants aux occurrences de brusques variations de potentiel dV/dt, le système d’alimentation 4 est dans le premier mode de fonctionnement. Autrement dit cette commutation permettant de gérer le courant de mode commun de manière particulièrement efficace est quasiment sans incidence sur le débit d’échange de données entre les modules d’émission/réception primaire et secondaire 13a et 13b.
Ainsi, dès lors que le transformateur 6 comprend au moins deux paires d’écrans électrostatiques 9 et 10, le système d’alimentation 4 permet dans le premier mode de fonctionnement d’effectuer des échanges bidirectionnels de données entre les côtés primaire et secondaire du système d’alimentation 4 du circuit de commande rapprochée 3H et 3L, et dans le deuxième mode de fonctionnement de réduire les effets d’une forte variation de potentiel dV/dt dans le côté secondaire, éliminant ainsi les éventuels problèmes CEM.
Le système d’alimentation 4 permettant un échange bidirectionnel de données par couplage capacitif via des paires d'écrans électrostatiques 9 et 10 est performant en termes de CEM. Il ne nécessite pas de composants d’isolation supplémentaires qui ont l’inconvénient comme expliqué en introduction, d’amener de nouvelles capacités parasites.
Le système d’alimentation 4 séquencé comme proposé, permet aussi une meilleure immunité aux fortes variations de potentiel dans le temps par l’utilisation de telles paires d’écrans électrostatiques 9 et 10.
Enfin, le système d’alimentation 4 selon l'invention permet un haut débit de transfert de données entre le primaire et le secondaire du circuit de commande 3, la durée du deuxième mode de fonctionnement étant très courte, de l’ordre de quelques centaines de nanosecondes et équivalente à la durée de variation brutale de potentiel.
L’invention a plus particulièrement été décrite pour des composants de puissance de type transistors de puissance et plus particulièrement de transistors dits à grand gap, pour lesquels le suivi de santé s’avère particulièrement important ; mais l’invention s’applique plus généralement à toute technologie de transistors de puissance ou commutateurs électroniques de puissance, et permet à la fois de satisfaire à des fonctions d’échange de données entre les côtés primaire et secondaire d’un système d’alimentation dans un convertisseur de puissance et résoudre de manière efficace, à moindre coût d’intégration, les problèmes associés à la circulation des courants de mode commun.
Collecteur d’eau sur panneaux solaires La présente invention concerne une structure comportant des panneaux qui sont montés sur un support au-dessus du sol, et qui sont orientables par rapport au sol, c’est-à-dire par rapport à un plan vertical Z. Ainsi, les panneaux sont montés sur un élément qui est monté sur ce support et qui s’étend selon un axe principal A, cet axe principal A étant par exemple horizontal. Les panneaux sont disposés de part et d’autre de cet élément. Le support est par exemple constitué par un ou plusieurs poteaux parallèles dans ce plan vertical Z et aptes à être plantés dans le sol.
Le fait que ces panneaux soient orientables par rapport au sol permet d’optimiser leur utilisation. Par exemple, dans le cas où ces panneaux sont des panneaux solaires, on peut orienter ces panneaux de telle sorte que leur exposition par rapport au soleil soit optimale selon l’heure de la journée. Cette exposition optimale permet un rendement énergétique maximal des panneaux sur une période donnée.
- m et n sont, indépendamment l’un de l’autre, des entiers compris entre 0 et 100, sous réserve que la somme n+m soit comprise entre 1 et 100.
De préférence, R, indépendamment l’un de l’autre, représentent un radical hydrocarboné saturé ou insaturé, de préférence saturé, linéaire ou ramifié en C 1 -C 30 , et en particulier un radical hydrocarboné, de préférence saturé, C 1 -C 20 , en particulier C 1 -C 18 et plus particulièrement C 4 -C 10 , un radical hydrocarboné, un radical monocyclique ou polycyclique C 6 -C 14 , et en particulier C 10 -C 13 , un radical aryle, ou un radical aralkyle dont la partie aryle est de préférence aryle C 6 et la partie alkyle est alkyle 1 -C 3
De préférence, les groupes R peuvent représenter chacun un radical méthyle, éthyle, propyle, butyle, isopropyle, décyle, dodécyle ou octadécyle, ou encore un radical phényle, tolyle, benzyle ou phénéthyle.
Les groupes R peuvent notamment être identiques et en outre être un radical méthylique.
R3 et R4, qui peuvent être identiques ou différents, sont des radicaux alkyle contenant de 1 à 6 atomes de carbone ou un radical aryle (de préférence C 6 -C 14 ), étant entendu qu’au moins un des R3 et R4 est un radical phényle ;
n et p étant un nombre entier supérieur ou égal à 1, choisi de manière à donner à l’huile une masse moléculaire moyenne inférieure à 200 000 g/mol, de préférence inférieure à 150 000 g/mol et, mieux encore, inférieure à 100 000 g/mol.
f) et un mélange de ces derniers
Selon la présente invention, les silicones peuvent être entourés d’une pluralité de (a) polymère(s) réticulé(s) ioniquement qui peut (peuvent) se présenter sous forme de particules ou bien les silicones peuvent être présents dans le creux d’une capsule formée par le(s) (a) polymère(s) réticulé(s) ioniquement qui peut (peuvent) se présenter sous forme de particules. En d’autres termes, les silicones peuvent être couverts par (a) le(s) polymère(s) réticulé(s) ioniquement qui peut/peuvent être sous forme de particules, ou une capsule formée par (a) le(s) polymère(s) réticulé(s) ioniquement qui peut/peuvent être sous forme de particules peut (peuvent) inclure les silicones dans le creux de la capsule.
Les silicones qui sont entourés par (a) le(s) polymère(s) réticulé(s) ioniquement qui peut (peuvent) se présenter sous forme de particules ou dans le creux de la capsule formée par le(s) polymère(s) réticulé(s) ioniquement qui peut (peuvent) se présenter sous forme de particules ne peuvent pas entrer directement en contact avec une substance kératinique telle que le cuir chevelu. Ainsi, même si les silicones ont une sensation d’utilisation collante ou grasse, la composition selon la présente invention n’offrirait pas une sensation d’utilisation collante ou grasse.
Les au moins deux silicones pour la composition selon la présente invention comprennent :
(b) au moins un premier silicone d’une viscosité dynamique inférieure ou égale à 100 cst, mieux encore inférieure ou égale à 50 cst, et encore mieux encore inférieure ou égale à 10 cst, à 25°C ;
(c) au moins un second silicone ayant une viscosité dynamique de 1.000 cst ou plus, 10.000 cst ou plus et, de préférence, 1000 000 cst ou plus, à 25°C
La limite inférieure de la viscosité dynamique du (b) premier silicone n’est pas limitée. La viscosité dynamique du (b) premier silicone peut être de 1 cst ou plus, de préférence de 2 cst ou plus et, mieux encore, de 5 cst ou plus.
La limite supérieure de la viscosité dynamique du (c) deuxième silicone n’est pas limitée. La viscosité dynamique du (c) second silicone peut être de 1 000 000 cst ou moins, de préférence 800.000 cst ou moins et, mieux encore, de 600.000 cst ou moins.
Le (b) premier silicone peut être volatil. Le (c) second silicone peut être non volatil.
Le terme « volatil » signifie être capable de s’évaporer au contact d’une substance kératineuse telle que la peau ou d’une fibre kératineuse telle que les cheveux en moins d’une heure, à température ambiante (25 °C) et sous pression atmosphérique. Le silicone volatil peut être un liquide à température ambiante (25 °C) et peut avoir une pression de vapeur non nulle à température ambiante (25 °C) et sous pression atmosphérique allant en particulier de 0,13 Pa à 40 000 Pa (10 -3 à 300 mmHg), en particulier allant de 1,3 Pa à 13 000 Pa (0,01 à 100 mmHg) et plus particulièrement allant de 1,3 Pa à 1 300 Pa (0,01 à 10 mmHg).
Si le (b) premier silicone est volatil, il est préférable que le (b) premier silicone ait une viscosité dynamique ≤ 8 centistokes (8×10 -6 m 2 /s) à 25°C.
L’expression « non volatil » signifie pouvoir rester sur une substance kératineuse telle que la peau ou une fibre kératineuse telle que les cheveux pendant au moins plusieurs heures à température ambiante (25 °C) et sous pression atmosphérique. Le silicone non volatil peut être un liquide à température ambiante (25 °C) et présenter une tension de vapeur inférieure à 10 −3 mmHg (0,13 Pa).
Il est préférable de choisir le (b) premier silicone et le (c) deuxième silicone parmi les dialkylpolysiloxanes et, mieux encore, les diméthhypolylsiloxanes, c’est-à-dire les diméthicones.
Il est préférable de choisir le (b) premier silicone parmi les diméthicones.
On peut utiliser comme (b) premier silicone, par exemple, le fluide Dowsil TM SH 200 (5 cst) ou le fluide silicone Xiameter TM PMX-200 5 cst de Dow.
Il est préférable de choisir le deuxième silicone (c) parmi les diméthicones.
On peut utiliser comme (c) deuxième silicone, par exemple, le fluide Dowsil TM SH 200 (300.000 cst) ou le fluide silicone Xiameter TM PMX-200 500 000 cst de Dow.
Toutefois, la résine UFLL ne s’étend pas au-delà des premiers éléments de soudure CP1 dans la région intérieure CAV de la puce CHP. En effet, la résine UFLL, avant d’être polymérisée, présente une viscosité empêchant la résine UFLL de s’infiltrer entre les ensembles soudés qui sont espacés de l’écart D2 comme il sera décrit ci-après en relation avec la . Autrement dit, la région intérieure de la face avant F_SNSR de la puce électronique CHP ne contient pas de résine de sous-remplissage UFLL.
En particulier, une cavité CAV correspond au volume délimité par la face F_SNSR de la puce CHP, la face de connexion F_CNX de l’élément optique OPT et le cadre formé par les ensembles soudés des premiers éléments de soudure CP1 avec les éléments de soudure complémentaires CHP_BP de la puce CHP. Dans cet exemple, les ensembles soudés correspondent aux billes de soudures CHP_BP de la puce CHP, soudées aux pastilles de soudure desdits éléments de soudure CP1 de la face de connexion F_CNX de l’élément optique OPT.
En particulier, la hauteur D1 de la cavité CAV peut être comprise par exemple entre 30 µm et 100 µm , et peut être définie par la hauteur des ensembles soudés des premiers éléments de soudure CP1 avec les éléments de soudure complémentaire CHP_BP. Cela engendre que le volume de la cavité est extrêmement petit par rapport aux volumes de cavités de circuits intégrés conventionnels dans lesquelles les puces sont connectées au substrat par des fils.
Par conséquent, les forces engendrées par la dilatation de l’air contenu dans le petit volume de la cavité sont plus petites et présentent moins de risque de dégrader le circuit intégré IC.
La illustre une variante du circuit intégré IC décrit précédemment en relation avec les figures 1 et 2, dans laquelle le circuit IC comprend une résine de moulage MLD utilisée pour réaliser un moulage du boîtier de conditionnement avantageux.
Le volume de résine de moulage MLD du boîtier de conditionnement comprend une portion de résine de moulage située entre la puce électronique CHP et l’élément optique OPT dans la région périphérique de la puce CHP, c’est-à-dire à l’extérieur de la cavité. Le volume de résine MLD comprend également une portion de résine située entre l’élément optique OPT et le substrat de support SUB ainsi qu’une portion de résine située entre la puce électronique CHP et le substrat de support SUB. Ces portions de résine du volume de résine MLD du boîtier de conditionnement peuvent former avec la portion de résine disposée sur la face de montage FM du substrat SUB, un ensemble homogène de résine de moulage. De la sorte, le volume de résine MLD servant à mouler le boîtier de conditionnement du circuit intégré IC est agencé pour fixer mécaniquement la puce électronique CHP, l’élément optique OPT et le substrat de support SUB ensemble.
Le volume de résine de moulage MLD du boîtier de conditionnement peut également comprendre une portion supplémentaire de résine configurée pour enrober partiellement la puce électronique CHP de façon à protéger la face exposée de la puce CHP dans l’ouverture APT, c’est-à-dire la face opposée à la face avant F_SNSR.
Les figures 4 à 10 illustrent des étapes d’un procédé de fabrication du circuit intégré IC décrit précédemment en relation avec la et la .
La illustre une étape 100 de fourniture d’un substrat support SUB et une étape facultative de pré-moulage d’un boîtier de conditionnement avec de la résine de moulage MLD. Le substrat de support SUB fourni comprend un réseau d’interconnexion INTCNX et une face de montage FM sur laquelle peuvent être formés des pastilles de soudure reliées électriquement au réseau d’interconnexion INTCNX. A l’étape 100, on a formé une ouverture APT dans le substrat SUB, l’ouverture APT étant apte à contenir une puce électronique CHP qui va être assemblée avec le substrat SUB.
La illustre une étape 101 de fourniture d’un élément optique OPT. En particulier, l’étape 101 comprend une fabrication préalable, et de possiblement manière indépendante à la formation et la fourniture du substrat SUB, de l’élément optique OPT. La fabrication de l’élément optique OPT comprend une formation 102 de moyens électriquement conducteurs illustrée dans les figures 5 à 7.
La puce électronique CHP peut être fournie en complément du substrat SUB et de l’élément optique OPT. La puce électronique CHP comprend une face avant F_SNSR sur laquelle est formée un composant optique, tel qu’un capteur ou un émetteur. La puce CHP peut comprendre en outre, sur sa face avant F_SNSR, des éléments de soudure complémentaires tels que des billes de soudure ou des pastilles de soudure. En particulier, les éléments de soudure complémentaires, par exemple des billes de soudure, sont formés sur une face avant F_SNSR de la puce électronique CHP de façon à être espacés d’un écart D2 inférieur à 60 µm et à dessiner un cadre délimitant une région intérieure et une région périphérique. Le cadre peut être notamment formé par des billes de soudure additionnelles, qui ne sont pas prévues pour connecter la puce CHP au réseau d’interconnexion INTCNX. En particulier, les billes de soudure disposées selon une forme de cadre permettent, lors de l’étape de montage 103 décrit en relation avec la , d’empêcher les résines décrites ci-après en relation avec la , de s’infiltrer par capillarité dans la région intérieure de la puce électronique CHP.
La illustre une étape de formation 102 des moyens électriquement conducteurs. Cette étape de formation 102 comprend un dépôt, aussi connu sous le terme anglosaxon « sputtering »), d’une couche de germination (usuellement désignée par les termes anglosaxons « seed layer » par l’homme du métier) en surface de l’élément optique OPT du côté de sa face de connexion F_CNX. La couche de germination est couche d’un matériau adapté pour adhérer à la surface en verre, tel que le titane (Ti) ou des alliages métalliques de titane, notamment l’alliage titane-cuivre (TiCu) et pour former une surface d’accroche sur laquelle peut adhérer un métal tel que le cuivre par exemple.
Ensuite, la formation des moyens électriquement conducteurs comprend un masquage et une croissance électrolytique. Le masquage est prévu pour recouvrir avec un masque photosensible (non-représenté) la face de connexion F_CNX et pour découvrir des premières régions CNX_REG1 et des deuxièmes régions CNX_REG2 de façon à former, lors de la croissance électrolytique, des premiers éléments de soudure CP1 dans les premières régions CNX_REG1 et des deuxièmes éléments de soudure CP2 dans les deuxièmes régions CNX_REG2. En particulier, les premiers éléments de soudure CP1 sont formés de façon à être alignés aux éléments de soudure complémentaires de la puce CHP lors de leur assemblage futur, décrit en relation avec la .