EP1623469A1 - Procede de realisation et de dimensionnement d’un transformateur piezoelectrique - Google Patents

Procede de realisation et de dimensionnement d’un transformateur piezoelectrique

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EP1623469A1
EP1623469A1 EP04742606A EP04742606A EP1623469A1 EP 1623469 A1 EP1623469 A1 EP 1623469A1 EP 04742606 A EP04742606 A EP 04742606A EP 04742606 A EP04742606 A EP 04742606A EP 1623469 A1 EP1623469 A1 EP 1623469A1
Authority
EP
European Patent Office
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transformer
primary
circuit
chosen
operating point
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP04742606A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
François COSTA
Dejan Vasic
Emmanuel Sarraute
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
École Normale Supérieure Paris-Saclay
Original Assignee
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Ecole Normale Superieure de Cachan
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Centre National de la Recherche Scientifique CNRS, Ecole Normale Superieure de Cachan filed Critical Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Publication of EP1623469A1 publication Critical patent/EP1623469A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/40—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and electrical output, e.g. functioning as transformers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/4902—Electromagnet, transformer or inductor
    • Y10T29/49021—Magnetic recording reproducing transducer [e.g., tape head, core, etc.]
    • Y10T29/49032—Fabricating head structure or component thereof
    • Y10T29/49034—Treating to affect magnetic properties
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T29/4902—Electromagnet, transformer or inductor
    • Y10T29/49021—Magnetic recording reproducing transducer [e.g., tape head, core, etc.]
    • Y10T29/49032—Fabricating head structure or component thereof
    • Y10T29/49036—Fabricating head structure or component thereof including measuring or testing
    • Y10T29/49043—Depositing magnetic layer or coating

Definitions

  • the present invention relates to methods for producing piezoelectric transformers.
  • the invention relates to a method for producing a piezoelectric transformer comprising a primary armature and a secondary armature, in which a step (a) is implemented during which, from an equivalent model of the transformer , at least one parameter is chosen chosen from geometric parameters of the reinforcements and physical parameters of a material constituting the reinforcements.
  • step (a) a production method which, in addition to the characteristics above, is characterized by the fact that during step (a), an expression of the heat generation caused by losses in the transformer is taken into account.
  • the losses of the transformer are estimated as a function of said geometrical and physical parameters, and a maximum allowed heating, a transformer operating range is determined corresponding to a condition that the losses of the transformer are less than a maximum amount of heat accepted corresponding to said heating, and at least the thickness ratio of the first and second reinforcements is determined and the area of at least one armature for an operating point chosen from said operating range of the transformer;
  • the transformer losses are estimated as being P 2 (l- ⁇ ) / ⁇ , where P 2 is the power transmitted by the transformer, ⁇ is the efficiency of the transformer, and where P 2 and ⁇ are expressed as a function of said parameters;
  • said quantity of heat removed is estimated to be h c S ⁇ , where h c is a specific coefficient of a material constituting the transformer, S a heat exchange surface which depends in particular on the geometrical parameters of the reinforcements, and ⁇ said maximum heating admitted ;
  • said operating range extends
  • FIG. 1 diagrammatically shows in perspective a piezoelectric transformer
  • FIG. 2 represents a simplified electric diagram of the transformer represented in FIG. 1
  • FIG. 3 is a diagrammatic view of the vibration mode in the thickness of the transformer piezoelectric circuit of Figure 1
  • Figure 4 shows a first embodiment of a piezoelectric transformer
  • Figure 5 is a schematic section of a second embodiment of a piezoelectric transformer.
  • FIG. 1 represents a piezoelectric transformer 100 consisting of a primary frame 4, a secondary frame 8, and an insulating intermediate layer 6.
  • the primary 4 and secondary 8 frameworks consist for example of lead zirconitanate (PZT) and have a generally planar cylindrical or parallelepiped shape, for example, with a surface Ai, A 2 and a thickness ei, e 2 .
  • the respective surfaces Ai and A 2 of the primary 4 and secondary 8 armatures are substantially equal.
  • the respective thicknesses ei and e 2 of the primary 4 and secondary 8 armatures can be different.
  • the primary 4 and secondary 8 armatures are also partially covered with metallizations 7 allowing electrical contacts to be affixed thereto, for example on their external face.
  • the primary reinforcement 4 is further polarized by so as to vibrate in its thickness when it is subjected to an alternating electric current.
  • the primary 4 and secondary 8 reinforcement are approximately 0.1 to 1 mm apart. Between them is the intermediate layer 6.
  • the power transfer provided by this transformer 100 is carried out by first transforming at the primary armature 4 electrical energy into mechanical vibrations in the thickness of the primary armature 4. This mechanical vibration generates the vibration of the material (s) interposed between the primary 4 and secondary 8 reinforcement, and of the secondary reinforcement 8.
  • a voltage Vi is applied to the primary armature 4 of the transformer 100
  • the intermediate layer, of thickness e 3 , of area A 3 may or may not be taken into account during the sizing.
  • 100 is part of an electronic circuit 1, comprising for example a primary electronic component 3 supplying the voltage Vi and a secondary electronic component 9 receiving the voltage V 2 .
  • FIG. 2 The electrical diagram of FIG. 2 is used which is equivalent to the transformer 100 in its resonance modes, as described in “Piezoelectric transformer operating in thickness extensional vibration and its application to switching converter”, PESC 94, Zaitsu et al.
  • This diagram is particularly suitable for a multilayer transformer operating at a frequency close to the resonance frequency, but the method according to the invention can be applied to any other type of diagram representative of a piezoelectric transformer, multilayer or not, if the need arises. makes itself felt, even if it means starting from the equivalent Mason scheme for each frame.
  • the values of the inductances L, resistances R, and capacities C, C X o and C 2 0 are linked to the physical and mechanical characteristics of the transformer 100.
  • a Mason model the coupling between the geometrical and physical characteristics of each armature is represented by a perfect transformer whose
  • each reinforcement 4 or 8 is characterized by its thickness ei, e 2 and its area Ai, A 2 .
  • the material is physically characterized by its elastic modulus in the thickness c 3 D , its permittivity ⁇ 33 s , its piezoelectric coefficient e 33 , its density p, its mechanical quality factor Q m , a convection coefficient at within the material h c , and an electromechanical coupling coefficient k t .
  • ⁇ s 1 / (LC) 1/2 .
  • the transmitted power P 2 , the gain G and the efficiency ⁇ of the transformer 100 can be expressed as follows:
  • a transformer made up of two armatures of thickness ei, e 2 and surface A, and polarized according to its second mode in vibration in thickness.
  • the reinforcements consist of a given material, of coupling coefficient k t , of permittivity ⁇ 33 , of mechanical quality factor Q m , of density p, of Young's modulus c 33 , of piezo coefficient electric e 33 , and convection coefficient h c .
  • the transformer must have a gain G close to 1, and provide a power P 2 for maximum heating ⁇ not to be exceeded.
  • the thicknesses ei and e 2 are relatively close in the case of two monolayer reinforcements, because a thin layer can hardly set in motion a thick layer. Consequently, the gain of the transformer will be close to 1. If a gain much greater than 1 is desired, it may be preferable to use a secondary • multilayer structure in parallel, and to adapt the above equations accordingly.
  • the power P 2 to be transmitted is known.
  • Qi and Q 2 the two roots of the heating equation, which is a second degree polynomial in Q
  • the heating of the transformer will be substantially equal to ⁇ and the power delivered to P 2 . Either of these points can be retained.
  • the transformer 100 If the transformer 100 is excited at a frequency corresponding to its second vibration mode, the stress (c) and displacement (d) variations along the thickness shown on the left of FIG. 3 are obtained. With this second vibration mode, the stresses are low in the intermediate layer 6 on which the primary 4 and secondary 8 reinforcements are bonded, which is beneficial in terms of the risks of detachment. However, the intermediate layer 6 undergoes maximum displacement.
  • the vibration mode can be adapted to the geometry in the thickness of the transformer in order to meet this condition of low stresses in the region where the bonding is carried out.
  • This adaptation may be desirable in particular when the primary 4 and secondary 8 armatures do not have identical thicknesses ei and e 2 .
  • this condition is not required to be respected at all costs, for example if the bonding strength is sufficient.
  • the total thickness e to t is chosen so that the supply frequency f R corresponds to the second vibration mode of the transformer which, in the case of two similar frames, makes it possible to minimize the stresses at the bonding interfaces and / or fixation.
  • the elastic modulus in the thickness c 33 can for example be of the order of 176 GPa, and the density p in the order of 7,400 kg / m 3 .
  • a total thickness of approximately 2.3 mm is obtained, which is compatible with the sizes of printed circuit usually used for power transistors.
  • the thickness can be further reduced by using a higher transformer excitation frequency.
  • a compromise is necessary because an increase in frequency causes an increase in losses.
  • the armatures thus dimensioned of a piezoelectric transformer are prepared and used to produce a piezoelectric transformer like that shown according to a first embodiment in FIG. 4.
  • the two armatures 4, 8 are fixed on both sides and d another of an intermediate layer 6 mounted on a rigid support 10 fixed to the electronic circuit.
  • the primary signal is transmitted to the metallizations 7 of the primary armature 4 of the transformer 100, and a secondary signal 9 is transmitted from the secondary armature 8 to a secondary circuit comprising a secondary electronic component 9.
  • the transformer 100 can be integrated into the electronic circuit 1.
  • it is a printed circuit 1, for example based on an insulating substrate in epoxy, alumina, or the like. It comprises a first layer 2, and a second layer 5.
  • the first 2 and second 5 layers each carry a printed circuit face facing outwards.
  • On one side 21 is made a primary electronic circuit, on the other 51 is made a secondary electronic circuit.
  • These two primary and secondary circuits are electrically isolated by an intermediate layer 6 consisting of a greater or lesser thickness of the material constituting the first 2 and second 5 layers.
  • This conductive layer 6a produces an electrostatic screen between the first 2 and second 5 layers.
  • the primary and secondary circuits carry one or more primary 3 and secondary 9 electronic components.
  • the first 2 • and second 5 layers have a thickness of between approximately 0.5 mm and 2 mm. These first 2 and second 5 layers each have a recess 13 previously formed, in which is fixed a primary 4 or secondary 8 frame.
  • the primary 4 and secondary 8 frames have an internal face 42, 82 facing the other frame, when these are in place in their respective recesses 13.
  • the primary 4 and secondary 8 armatures have an external face 41, 81 opposite the internal faces 42, 82 and substantially flush with the primary and secondary circuits of the electronic circuit 1 respectively.
  • the primary 4 and secondary 8 armatures are thus placed so that, when viewed in a direction normal to the primary and secondary faces of the electronic circuit 1, the primary 4 and secondary 8 armatures substantially overlap.
  • the primary 4 and secondary 8 armatures are further covered, on at least a portion of each of their internal 42, 82 and external 41, 81 faces with a metallization 7 allowing electrical contacts to be affixed thereto.
  • the fixing of the primary 4 and secondary 8 armatures in their recesses, 13 is done for example by co-sintering by placing in the mold for manufacturing the circuit a piezoelectric powder, the insulating layer and the metallizations, and by putting under press.
  • the fixing can also be done by bonding the internal face 42, 82 of reinforcements produced separately on the epoxy substrate respectively of the first 2 and second 5 layers.
  • an adhesive having thermal and mechanical properties suitable for this type of application, namely properties of thermal resistance to heating, high hardness and good tensile strength. It is for example an epoxy adhesive.
  • the intermediate layer 6 may comprise between the two reinforcements a conductive layer 6a.
  • the conductive layer 6a is for example made of copper or any other material making it possible to produce an electrostatic screen.
  • the primary 4 and secondary 8 armatures thus integrated into a printed circuit and separated by an electrostatic screen constitute an integrated piezoelectric transformer 100.
  • a transformer 100 such as that of FIGS. 4 or 5 can for example be used to implement, with excellent galvanic isolation, a function of close control of a power transistor, such as a MOSFET transistor, an IGBT transistor, or any other power semiconductor.
  • a power transistor such as a MOSFET transistor, an IGBT transistor, or any other power semiconductor.
  • the primary armature 4 is connected to a primary circuit, the components of which are for example fixed on the first layer 2 of the printed circuit (such as the electronic component 3 of FIGS. 4 and 5).
  • the secondary frame 8 is connected to a secondary circuit, the components of which are for example integrated on the second layer 5 of the printed circuit (such as the electronic component 9 in FIG. 1).
  • the transformer 100 must be supplied by an oscillator at a frequency f R , which can be for example one of its resonant frequencies, (in particular, the second mode of vibration in the thickness, of the order of a few MHz for example).
  • This frequency is generally not related to the frequency of the control signal of the gate of the transistor starting and blocking the transistor and which can be of the order of kHz or ten kHz for example.
  • a module can be provided, for example a HEF4013 from the company Philips or the like which transmits the control signal for example by full wave modulation at the mechanical resonant frequency f R of the transformer 100, which can be chosen to be much higher than the frequency of the control signal.
  • the modulated signal thus transmitted to the integrated transformer is recovered at the level of the secondary armature 8 and must be demodulated to allow the production of a reliable close control device.
  • the signal recovered at the level of the secondary armature 8 is also at the frequency f R.
  • One can alternatively carry out an amplitude modulation at two levels, or even a modulation at two frequencies.
  • the piezoelectric transformer can be supplied by an alternating signal which can take two different frequencies.
  • the modulation is for example obtained by a multiplexer controlled by the control signal, transmitting one or the other of two signals of neighboring frequencies, emitted by oscillators.
  • An appropriate demodulation of the signal transmitted by the secondary armature may for example consist of the use of a PLL (“phase-locked loop”) supplying a voltage proportional to the frequency transmitted, or any other suitable means. This alternative allows a variation of the duty cycle of the signal between 0 and 1. Other modulation / demodulation systems are applicable for such a transformer.

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Abstract

Procédé de réalisation d'un transformateur piézoélectrique (100) comportant une armature primaire (4) et une armature secondaire (8), dans lequel on met en oeuvre une étape (a) au cours de laquelle, à partir d'un modèle équivalent du transformateur, on détermine un paramètre géométrique des armatures ou un paramètre physique d'un matériau constitutif des armatures, en prenant en compte une expression du dégagement de chaleur causé par les pertes dans le transformateur.

Description

Procédé de réalisation et de dimensionnement d'un transformateur piézoélectrique .
La présente invention est relative aux procédés de réalisation de transformateurs piézoélectriques.
Plus particulièrement, l'invention concerne un procédé de réalisation d'un transformateur piézoélectrique comportant une armature primaire et une armature secondaire, dans lequel on met en œuvre une étape (a) au cours de laquelle, à partir d'un modèle équivalent du transformateur, on détermine au moins un paramètre choisi parmi des paramètres géométriques des armatures et des paramètres physiques d'un matériau constitutif des armatures.
De tels procédés sont connus au moins depuis le développement par Mason d'un modèle électrique équivalent d'une armature de matériau piézoélectrique. Par exemple, on peut trouver dans « PiezoElectric technology primer » de James R. Phillips, constituant l'annexe B du document « UltraCompact LCD Bac light Inverters », une modélisation d'un transformateur piézoélectrique permettant de relier des paramètres géométriques du transformateur et physiques du ou des matériau (x) constitutif (s) du transformateur choisi, aux paramètres électriques du transformateur utilisé comme tel dans un circuit. Un transformateur dimensionné ainsi peut cependant être inutilisable car il était constaté a posteriori que les pertes dans le transformateur entraînaient des dysfonctionnements du transformateur et/ou des circuits électroniques adjacents au transformateur. Un but de l'invention est d'éviter ce type de dysfonctionnements .
A cet effet, selon l'invention, on prévoit un procédé de réalisation qui, outre les caractéristiques précédentes, est caractérisé par le fait qu'au cours de l'étape (a), on prend en compte une expression du dégagement de chaleur causé par les pertes dans le transformateur.
Grâce à ces dispositions, on peut empêcher que le transformateur et les circuits électroniques adjacents ne soient soumis à des conditions défavorables quelle que soit leur régime d'utilisation.
Dans des modes de réalisation préférés de l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes : on estime en fonction desdits paramètres géométriques et physiques : les pertes du transformateur, et un échauffement maximal admis, on détermine une plage de fonctionnement du transformateur correspondant à une condition selon laquelle les pertes du transformateur sont inférieures à une quantité de chaleur maximale admise correspondant audit échauffement, et on détermine au moins le rapport des épaisseurs des première et deuxième armatures et la superficie d' au moins une armature pour un point de fonctionnement choisi dans ladite plage de fonctionnement du transformateur ; on estime les pertes du transformateur comme étant P2 (l-η)/η, où P2 est la puissance transmise par le transformateur, η est le rendement du transformateur, et où P2 et η s'expriment en fonction desdits paramètres ; on estime ladite quantité de chaleur évacuée comme étant hc S Δθ, où hc est un coefficient spécifique d'un matériau constitutif du transformateur, S une surface d'échange thermique fonction en particulier des paramètres géométriques des armatures, et Δθ ledit échauffement maximal admis ; ladite plage de fonctionnement s'étend entre deux points de fonctionnement limites correspondant à des pertes sensiblement égales à ladite quantité de chaleur maximale admise ; on choisit comme point de fonctionnement un point de fonctionnement correspondant à une superficie minimale d' au moins une armature et à ladite quantité de chaleur maximale admise ; on exprime une caractéristique du modèle choisie parmi le rendement, le gain, la puissance transmise du transformateur, et une de leur combinaison en fonction du point de fonctionnement, et on choisit comme point de fonctionnement un point de fonctionnement intermédiaire correspondant à une valeur donnée de ladite caractéristique ; on choisit comme point de fonctionnement celui correspondant à une valeur optimale pour ladite caractéristique ; le transformateur est destiné à présenter au moins une caractéristique connue choisie parmi au moins le gain, la puissance transmise, le rendement, et des combinaisons de ceux-ci, et on résout un système d'équations comportant au moins ladite caractéristique connue et un paramètre inconnu du transformateur pour ledit point de fonctionnement choisi ; le transformateur est destiné à être alimenté par un signal électrique primaire à une fréquence d'alimentation, on détermine une épaisseur totale du transformateur de sorte que la fréquence d'alimentation soit une fréquence propre de résonance mécanique du transformateur, et on détermine l'épaisseur de chaque armature à l'aide de l'épaisseur totale et du rapport des épaisseurs ; on choisit un matériau constitutif d'au moins une armature en mettant en œuvre successivement les étapes du procédé pour au moins deux matériaux de paramètres physiques connus ; - le procédé comprend en outre les étapes suivantes :
(b) on assemble lesdites deux armatures de part et d'autre d'une couche intermédiaire de transformateur comportant un matériau isolant électriquement, (c) on applique des metallisations (7) primaires et secondaires sur lesdites armatures (4, 8), les metallisations primaires étant destinées à être reliées à un circuit primaire, et les metallisations secondaires étant destinées à être reliées à un circuit secondaire ; - ladite couche intermédiaire comprend un écran électrostatique ; les première et deuxième armatures sont intégrées respectivement dans une première et deuxième couches constituées d'un substrat de matériau choisi parmi du circuit imprimé, de la céramique et du semi-conducteur, et supportant respectivement un circuit primaire et un circuit secondaire, les première et deuxième couches étant disposées respectivement de part et d'autre d'une couche intermédiaire de circuit dont au moins une partie forme la couche intermédiaire du transformateur ; on monte la couche intermédiaire de transformateur sur un support rigide fixé sur un support de circuit électronique supportant ledit circuit primaire et ledit circuit secondaire. D'autres caractéristiques et avantages de
1 ' invention apparaîtront au cours de la description suivante d'une de ses formes de réalisation, donnée à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins joints. Sur les dessins : la figure 1 représente schématiquement en perspective un transformateur piézo-électrique, la figure 2 représente un schéma électrique simplifié du transformateur représenté sur la figure 1, la figure 3 est une vue schématique du mode de vibrations dans l'épaisseur du transformateur piézoélectrique du circuit électronique de la figure 1, la figure 4 représente un premier mode de réalisation d'un transformateur piézoélectrique, et la figure 5 est une coupe schématique d'un deuxième mode de réalisation d'un transformateur piézoélectrique .
Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires.
La figure 1 représente un transformateur piézoélectrique 100 constitué d'une armature primaire 4, d'une armature secondaire 8, et d'une couche intermédiaire 6 isolante. Les armatures primaire 4 et secondaire 8 sont constituées par exemple de Zircono-titanate de Plomb (PZT) et présentent une forme cylindrique ou parallélépipédique globalement plane, par exemple, avec une surface Ai, A2 et une épaisseur ei, e2. Les surfaces respectives Ai et A2 des armatures primaire 4 et secondaire 8 sont sensiblement égales. Par contre, les épaisseurs respectives ei et e2 des armatures primaire 4 et secondaire 8 peuvent être différentes.
Les armatures primaire 4 et secondaire 8 sont en outre partiellement recouvertes de metallisations 7 permettant d'y apposer des contacts électriques, par exemple sur leur face externe.
L'armature primaire 4 est en outre polarisée de façon à vibrer dans son épaisseur lorsqu' elle est soumise à un courant électrique alternatif.
Les armatures primaire 4 et secondaire 8 sont distantes d'environ 0,1 à 1 mm. Entre elles, se trouve la couche intermédiaire 6.
Le transfert de puissance fourni par ce transformateur 100 s'effectue en transformant tout d'abord au niveau de l'armature primaire 4 de l'énergie électrique en vibrations mécaniques dans l'épaisseur de l'armature primaire 4. Cette vibration mécanique engendre la vibration du ou des matériau (x) intercalé (s) entre les armatures primaire 4 et secondaire 8, et de l'armature secondaire 8.
On récupère au niveau de 1 ' armature secondaire 8 ces vibrations sous forme d'énergie électrique. En conséquence, il n'y a aucun couplage électromagnétique dans ce type de transformateur, ce qui est favorable, en termes de normes de compatibilité électromagnétique.
Les performances et caractéristiques techniques d' un tel transformateur 100 sont fortement liées aux caractéristiques mécaniques et physiques du type de matériau utilisé, et aux dimensions des éléments constitutifs du transformateur 100.
Si on a une connaissance a priori du type d'application pour lesquelles le transformateur 100 est susceptible d'être employé, on peut dimensionner celui-ci en fonction.
Comme représenté sur la figure 1, une tension Vi est appliquée à l'armature primaire 4 du transformateur 100
(représenté de manière purement illustrative comme cylindrique) , de dimensions ei et Ai, et une tension V2 est obtenue au niveau de l'armature secondaire 8, de dimensions e2 et A2. On peut ou non tenir compte de la couche intermédiaire, d'épaisseur e3, de superficie A3 lors du dimensionnement .
Comme représenté sur la figure 4, le transformateur
100 fait partie d'un circuit électronique 1, comprenant par exemple un composant électronique primaire 3 fournissant la tension Vi et un composant électronique secondaire 9 recevant la tension V2.
Au cours d'un fonctionnement dans ces conditions, les pertes mécaniques dans le transformateur 100 se traduisent par un dégagement de chaleur Δθ, qu'il peut être utile de maîtriser pour le bon fonctionnement de l'ensemble du circuit électronique 1. Pour y parvenir, il est possible d'appliquer la modélisation suivante.
On utilise le schéma électrique de la figure 2 qui est équivalent au transformateur 100 dans ses modes de résonance, comme décrit dans « Piezoelectric transformer operating in thickness extensional vibration and its application to switching converter », PESC 94, Zaitsu et al.
Ce schéma est particulièrement adapté pour un transformateur multicouches fonctionnant à une fréquence proche de la fréquence de resonnance, mais on peut appliquer le procédé selon l'invention à tout autre type de schéma représentatif d'un transformateur piézoélectrique, multicouches ou non, si le besoin s'en fait sentir, quitte à repartir du schéma de Mason équivalent de chaque armature. Dans ces schémas, les valeurs des inductances L, résistances R, et capacités C, CXo et C2 0 sont liées aux caractéristiques physiques et mécaniques du transformateur 100. Dans un modèle de Mason, le couplage entre les caractéristiques géométriques et physiques de chaque armature est représenté par un transformateur parfait dont
A le gain Ψi et Ψ2 s'exprime par exemple par ψ, = —~g33 • Dans β le modèle présenté, ces deux transformateurs parfaits sont regroupés en un seul désigné par Ψ. La résistance RL désigne quant à elle la résistance de charge du transformateur 100. Pour simplifier, les détails du dimensionnement sont donnés pour deux armatures primaire 4 et secondaire 8 dont les matériaux sont identiques, mais peuvent être facilement transposables à des armatures primaire 4 et secondaire 8 dont les matériaux sont différents.
Géométriquement, chaque armature 4 ou 8 est caractérisée par son épaisseur ei, e2 et son aire Ai, A2. Le matériau est physiquement caractérisé par son module d'élasticité dans l'épaisseur c3 D, sa permittivité ε33 s, son coefficient piézo-électrique e33, sa densité p, son facteur de qualité mécanique Qm, un coefficient de convection au sein du matériau hc, et un coefficient de couplage électromécanique kt.
Pour un tel transformateur, les caractéristiques mécaniques et physiques peuvent être reliées aux propriétés électriques du circuit équivalent de la figure 4 par les équations suivantes : = ε33S * i / ei, C2 0 = ε33 s * A2 / e2,
L = (eι+e2+e3) ex 2 p / 8 Ai e2 33 C = Ai e2 33 / π2 e-*. c33 D, R = [1 / Qm]* (L / C)1/2, et Par la suite, on s'intéresse de manière purement illustrative à un transformateur dont les deux armatures possèdent la même superficie A (Ai = A2 = A) et dont les épaisseurs ei, e2 sont grandes devant l'épaisseur e3 de la couche intermédiaire (ei + e2 + e3 ≈ ei + e2) , mais on peut tout à fait effectuer les opérations ci-dessous dans un exemple général.
En court-circuit, le transformateur présente une pulsation propre ωs = 1 / (L C)1/2. Pour prendre en compte l'état de charge du transformateur, on peut introduire un facteur de qualité électrique Q dépendant de la résistance de charge R équivalente du circuit auquel la puissance est à transmettre :
Q = 1 / RL C2 0 ωs.
On peut également introduire un rapport c représentant la fraction d'énergie mécanique convertible en énergie électrique au secondaire : c = Ψ2 C2 0 / C = (π2/2kt 2) (e2/(eι+e2)) - (eι+e2)/e2.
On peut estimer une pulsation ωR de résonance du circuit entier prenant en compte la résistance de charge, par l'expression suivante liant ωR, c et ωs :
En fonction de ces différents paramètres du circuit, et de la tension Vi et la pulsation ωR d'utilisation, on peut exprimer la puissance transmise P2, le gain G et le rendement η du transformateur 100 comme suit :
Les différentes sources de pertes sont à l'origine d'un échauffement de la structure. Or les propriétés du matériau piézoélectrique sont sensibles à la température du milieu. On peut donc vouloir dimensionner un transformateur dont l' échauffement au cours du fonctionnement sera inférieur à une valeur Δθ prédéfinie. On peut par exemple représenter les pertes par échauffement par hc S Δθ, où S est la surface d'échange avec l'extérieur (S = 2A = Ai + A2 pour un transformateur de faible épaisseur) , ou par toute autre expression adaptée. L' échauffement ne dépasse pas Δθ si la condition suivante est respectée : P2 (l-η)/η < hc S Δθ . En remplaçant η par l'expression ci-dessus, on obtient :
, hcSAΘ Qm 1 ωl 1 A ^
1 — - 1 —j — -r < 0 , fonction de Q qui représente
P2 c Q ωs 2 Q2 l'influence du circuit à commander à l'aide du secondaire du transformateur. Le choix d'un point de fonctionnement Q pour le circuit permet, en utilisant un tel système d'équations, de déterminer les propriétés physiques et géométriques du transformateur. Ce point de fonctionnement peut par exemple être conditionné par des exigences de volume maximal du transformateur, des performances optimales, par exemple en termes de gain, de puissance transmise, de rendement, un compromis entre ces différentes exigences, ou autre. Deux exemples non limitatifs sont donnés ci-dessous.
On souhaite par exemple réaliser un transformateur constitué de deux armatures d'épaisseur ei, e2 et de surface A, et polarisé selon son deuxième mode en vibrations dans l'épaisseur. On choisit d'alimenter le transformateur par une tension d'alimentation Vi, à une fréquence d'alimentation fR. Les armatures sont constituées d'un matériau donné, de coefficient de couplage kt, de permittivité ε33, de facteur de qualité mécanique Qm, de densité p, de module de Young c33, de coefficient piézo- électrique e33, et de coefficient de convection hc. Le transformateur doit présenter un gain G proche de 1, et fournir une puissance P2 pour un échauffement maximal Δθ à ne pas dépasser. Les épaisseurs ei et e2 sont relativement proches dans le cas de deux armatures monocouches, car une couche mince peut difficilement mettre en mouvement une couche épaisse. En conséquence, le gain du transformateur sera proche de 1. Si on souhaite un gain très supérieur à 1, il peut être préférable d'utiliser au secondaire une • structure multicouches en parallèle, et d'adapter en conséquence les équations précédentes.
Les dimensions du transformateur (A, r = e2/eι) sont maintenant déterminées par le choix d'un point de fonctionnement Q du circuit. Deux choix pertinents, mais non exclusifs, sont décrits ci-dessous, mais le dimensionnement du transformateur peut aussi bien être effectué pour tout autre type de point de fonctionnement Q, en particulier dans le cas d'un compromis entre les deux cas décrits ci-après. Selon un premier exemple, on connaît la puissance P2 à transmettre. On peut trouver deux points de fonctionnement Qi et Q2 (les deux racines de l'équation de l' échauffement, qui est un polynôme du second degré en Q) entre lesquels l'élévation de température en cours de fonctionnement sera inférieure à la valeur prédéfinie de l' échauffement Δθ . Pour ces deux points, l' échauffement du transformateur sera sensiblement égal à Δθ et la puissance délivrée à P2. L'un ou l'autre de ces points peut être retenu.
Dans ce premier exemple, on obtient deux dimensionnements possibles du transformateur. On peut alors choisir celui qui semble le plus approprié, par exemple celui qui minimise le volume du transformateur.
Selon un deuxième exemple, on peut vouloir réaliser un transformateur piézo-électrique intégré présentant un rendement donné pour un échauffement et une résistance de charge donnés. On peut par exemple choisir le point de fonctionnement Q0 correspondant au rendement optimal (ce point, correspondant aux pertes minimales, est situé entre Qi et Q2) .
Q = /l2c -
Dans les deux exemples, on peut déterminer la surface A des armatures primaire et secondaire et le rapport r=e2/eι des épaisseurs des armatures correspondant audit échauffement Δθ, audit point de fonctionnement Q, et à ladite puissance à transmettre, à l'aide notamment de l'expression de G et de P2. On peut par exemple exprimer G et P2 en fonction de A et du rapport r, tous les autres paramètres étant connus et le facteur de qualité électrique Q s' exprimant également en fonction de A et de r. On résout de façon appropriée ce système, par exemple numériquement ou graphiquement .
On retrouve finalement l'épaisseur de chaque armature à partir de r et de l'épaisseur totale du transformateur etot- A cet effet, il reste à déterminer ladite épaisseur totale de la manière suivante.
Si le transformateur 100 est excité à une fréquence correspondant à son deuxième mode de vibration, on obtient les variations de contraintes (c) et de déplacement (d) le long de l'épaisseur représentées sur la gauche de la figure 3. Avec ce deuxième mode de vibration, les contraintes sont faibles dans la couche intermédiaire 6 sur laquelle sont collées les armatures primaire 4 et secondaire 8, ce qui est bénéfique au plan des risques de décollement. Par contre, la couche intermédiaire 6 subit un déplacement maximal.
On peut adapter le mode de vibrations à la géométrie dans l'épaisseur du transformateur afin de respecter cette condition de faibles contraintes dans la région où les collages sont effectués. Cette adaptation peut être souhaitable notamment lorsque les armatures primaire 4 et secondaire 8 n'ont pas des épaisseurs ei et e2 identiques. On n'est cependant pas tenu de respecter à tout prix cette condition, par exemple si la résistance du collage est suffisante.
L'épaisseur totale etot est choisie pour que la fréquence d' alimentation fR corresponde au deuxième mode de vibration du transformateur qui, dans le cas de deux armatures similaires, permet de minimiser les contraintes au niveau des interfaces de collage et/ou fixation. L'épaisseur totale eot du transformateur peut ainsi être choisie de l'ordre de : etot = ei + e2 (+ e3) = 2π/ωR (c33/p)12.
Pour des matériaux classiquement utilisés pour des armatures primaire et secondaire, par exemple pour le titanate de plomb (M5) , le module d'élasticité dans l'épaisseur c33 peut par exemple être de l'ordre de 176 GPa, et la densité p de l'ordre de 7 400 kg/m3. Pour une vibration à une fréquence de l'ordre de 2,1 MHz, on obtient une épaisseur totale d'environ 2,3 mm ce qui est compatible avec les tailles de circuit imprimé habituellement utilisées pour des transistors de puissance. A des fins d'intégration, l'épaisseur peut être encore réduite en utilisant une fréquence d'excitation du transformateur plus élevée. Néanmoins, un compromis est nécessaire car une augmentation de la fréquence provoque une augmentation des pertes.
On peut ainsi dimensionner un transformateur piézoélectrique utilisé dans un circuit et délivrant une puissance P2 pour un échauffement maximal autorisé Δθ. En utilisant les valeurs obtenues pour A et r dans les différentes équations, on peut identifier les différentes valeurs des composants du modèle équivalent, et en particulier les résistances de charge RL admissibles comprises entre les valeurs RLι et RL2 correspondant à Qi et 0.2- On peut en outre prévoir les performances de fonctionnement dudit transformateur, car le rendement de transmission η, le gain G, et la puissance transmise P2 entre autres, sont liés aux caractéristiques du circuit et donc du matériau.
Par exemple, on étudie spécifiquement le cas d'un transformateur piézo-électrique composé de deux armatures primaire et secondaire similaires en titanate de plomb (M5) , de coefficient de couplage kt=0,5, de permittivité ε33=179ε0
(où ε0 est la permittivité du vide) , de facteur de qualité mécanique Qm=400, de coefficient piézo-électrique e33=8,5, et de coefficient de convection hc=15 WK_1m~2, le transformateur étant alimenté à une fréquence fR=2,l MHz, et transmettant une puissance moyenne de P2=l W pour un échauffement inférieur à ΔΘ=40°C, à des tensions d'entrée Vi et V2 égales à 15 V (G=l) . On souhaite par exemple minimiser le volume de ce transformateur.
En choisissant Qi comme point de fonctionnement, on obtient une épaisseur totale etot = 2,3 mm, une surface A = 164,7 mm2 et un rapport r = 0,89 (soit environ βi = 1,1 mm et e2 = 1/2 mm) . Le rendement d'un tel transformateur est η=0,89 et la puissance dissipée dans le transformateur est 247 mW. En choisissant Q2 comme point de fonctionnement, la résolution donne un rapport r supérieur à 6, ce qui donnerait des armatures d'épaisseur très différentes.
On peut également obtenir un rendement optimal en choisissant Q0 comme point de fonctionnement. On aurait obtenu une épaisseur totale etot = 2,3 mm, une superficie A = 1000 mm2, et un rendement d'environ 0,95. Le volume est néanmoins supérieur au volume obtenu pour Qx . Le matériau constitutif des armatures peut être choisi en mettant en œuvre ce procédé pour différent types de matériaux disponibles, par exemple sur catalogue, et en sélectionnant celui offrant les caractéristiques les plus appropriées pour l'application souhaitée. A cause des contraintes liées à la fabrication du transformateur (fabrication en série, ...) , on peut bien sûr utiliser un transformateur de dimensions voisines ayant des performances voisines du cas décrit ici. En outre, un tel dimensionnement peut également être réalisé en prenant en compte la couche intermédiaire 6, les propriétés des moyens de fixation des armatures sur le substrat, ou d'autres paramètres négligés ici si, dans l'application souhaitée, ces paramètres s'avéraient importants.
Les armatures ainsi dimensionnées d'un transformateur piézo-électrique sont préparées et utilisées pour réaliser un transformateur piézoélectrique comme celui représenté selon un premier mode de réalisation sur la figure 4. A cet effet, les deux armatures 4, 8 sont fixées de part et d'autre d'une couche intermédiaire 6 montée sur un support rigide 10 fixé au circuit électronique. Le signal primaire est transmis aux metallisations 7 de l'armature primaire 4 du transformateur 100, et un signal secondaire 9 est transmis depuis l'armature secondaire 8 à un circuit secondaire comprenant un composant électronique secondaire 9.
Selon un deuxième mode de réalisation, représenté sur la figure 5, le transformateur 100 peut être intégré dans le circuit électronique 1. Selon cet exemple, il s'agit d'un circuit imprimé 1, par exemple à base d'un substrat isolant en époxy, alumine, ou autre. Il comporte une première couche 2, et une deuxième couche 5. Les première 2 et deuxième 5 couches portent chacune une face de circuit imprimé tournée vers l'extérieur. Sur l'une 21 des faces est réalisé un circuit électronique primaire, sur l'autre 51 est réalisé un circuit électronique secondaire. Ces deux circuits primaire et secondaire sont isolés, électriquement par une couche intermédiaire 6 constituée par une plus ou moins grande épaisseur du matériau constitutif des première 2 et deuxième 5 couches.
Entre les première 2 et deuxième 5 couches est en outre, selon l'exemple de mode de réalisation présenté ici, insérée une couche conductrice 6a. Cette couche conductrice 6a réalise un écran électrostatique entre les première 2 et deuxième 5 couches.
Les circuits primaire et secondaire portent un ou plusieurs composants électroniques primaire 3 et secondaire 9.
Les première 2 • et deuxième 5 couches ont une épaisseur comprise entre environ 0,5 mm et 2 mm. Ces première 2 et deuxième 5 couches présentent chacune un évidement 13 préalablement ménagé, dans lequel est fixée une armature primaire 4 ou secondaire 8.
Les armatures primaire 4 et secondaire 8 comportent une face interne 42, 82 tournée vers l'autre armature, lorsque celles-ci sont en place dans leurs évidements 13 respectifs. De même, les armatures primaire 4 et secondaire 8 comportent une face externe 41, 81 opposée aux faces internes 42, 82 et affleurant sensiblement au niveau des circuits respectivement primaire et secondaire du circuit électronique 1. Les armatures primaire 4 et secondaire 8 sont ainsi placées de façon à ce que, lorsque visualisées selon une direction normale aux faces primaire et secondaire du circuit électronique 1, les armatures primaire 4 et secondaire 8 se superposent sensiblement. Les armatures primaire 4 et secondaire 8 sont en outre recouvertes, sur au moins une partie de chacune de leurs faces interne 42, 82 et externe 41, 81 d'une metallisation 7 permettant d'y apposer des contacts électriques . La fixation des armatures primaire 4 et secondaire 8 dans leurs évidements, 13 se fait par exemple par cofrittage en plaçant dans le moule de fabrication du circuit une poudre piézoélectrique, la couche isolante et les metallisations, et en mettant sous presse. La fixation peut également se faire par collage de la face interne 42, 82 d'armatures réalisées séparément sur le substrat époxy respectivement des première 2 et deuxième 5 couches. Pour réaliser le collage, on pourra préférentiellement utiliser une colle ayant des propriétés thermiques et mécaniques appropriées à ce type d'application, à savoir des propriétés de résistance thermique à l' échauffement, une grande dureté et une bonne tenue en tension. Il s'agit par exemple d'une colle époxy.
La couche intermédiaire 6 peut comprendre entre les deux armatures une couche conductrice 6a. La couche conductrice 6a est par exemple constituée de cuivre ou de tout autre matériau permettant de réaliser un écran électrostatique .
Les armatures primaire 4 et secondaire 8 ainsi intégrées dans un circuit imprimé et séparées par un écran électrostatique constituent un transformateur 100 piézoélectrique intégré.
Un transformateur 100 tel que celui des figures 4 ou 5 peut par exemple être utilisé pour mettre en œuvre, avec une excellente isolation galvanique, une fonction de commande rapprochée de transistor de puissance, tel un transistor MOSFET, un transistor IGBT, ou tout autre semi conducteur de puissance.
A cet effet, l'armature primaire 4 est connectée à un circuit primaire, dont les composants sont par exemple fixés sur la première couche 2 du circuit imprimé (tel le composant électronique 3 des figures 4 et 5). L'armature secondaire 8 est connectée à un circuit secondaire, dont les composants sont par exemple intégrés sur la deuxième couche 5 du circuit imprimé (tel le composant électronique 9 de la figure 1) .
Pour avoir un rendement adéquat, le transformateur 100 doit être alimenté par un oscillateur à une fréquence fR, qui peut être par exemple une de ses fréquences de résonance, (en particulier, le deuxième mode de vibration dans l'épaisseur, de l'ordre de quelques MHz par exemple). Cette fréquence n'est généralement pas liée à la fréquence du signal de commande de la grille du transistor amorçant et bloquant le transistor et qui peut être de l'ordre du kHz ou de la dizaine de kHz par exemple.
On peut prévoir un module, par exemple un HEF4013 de la Société Philips ou analogue qui transmet le signal de commande par exemple par une modulation pleine onde à la fréquence de résonance mécanique fR du transformateur 100, qui peut être choisie très supérieure à la fréquence du signal de commande.
Le signal modulé ainsi transmis au transformateur intégré est récupéré au niveau de l'armature secondaire 8 et doit être démodulé pour permettre la réalisation d'un dispositif de commande rapprochée fiable. En effet, le signal récupéré au niveau de l'armature secondaire 8 est également à la fréquence fR. On peut par exemple redresser ce signal, de manière classique, à l'aide d'un pont de diode, et le démoduler à l'aide d'un démodulateur, qui détecte l'enveloppe du signal de sortie. On peut alternativement réaliser une modulation d'amplitude à deux niveaux, ou encore une modulation à deux fréquences. Dans ce cas, le transformateur piézo-électrique peut être alimenté par un signal alternatif pouvant prendre deux fréquences différentes. La modulation est par exemple obtenue par un multiplexeur piloté par le signal de commande, transmettant l'un ou l'autre de deux signaux de fréquences voisines, émis par des oscillateurs.
Une démodulation appropriée du signal transmis par l'armature secondaire peut par exemple consister en l'utilisation d'une PLL (« phase-locked loop ») fournissant une tension proportionnelle à la fréquence transmise, ou tout autre moyen approprié. Cette alternative permet une variation du rapport cyclique du signal entre 0 et 1. D'autres systèmes de modulation/démodulation sont applicables pour un tel transformateur.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de réalisation d'un transformateur piézoélectrique (100) comportant une armature primaire (4) et une armature secondaire (8), dans lequel on met en œuvre une étape (a) au cours de laquelle, à partir d'un modèle équivalent du transformateur (100), on détermine au moins un paramètre choisi parmi des paramètres géométriques des armatures et des paramètres physiques d'un matériau constitutif des armatures (4, 8), caractérisé par le fait qu'au cours de l'étape (a), on prend en compte une expression du dégagement de chaleur causé par les pertes dans le transformateur 100.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel • on estime en fonction desdits paramètres géométriques et physiques : les pertes du transformateur (100), et un échauffement maximal admis,
• on détermine une plage de fonctionnement du transformateur correspondant à une condition selon laquelle les pertes du transformateur sont inférieures à une quantité de chaleur maximale admise correspondant audit échauffement, et
• on détermine au moins le rapport des épaisseurs (r) des première (4) et deuxième (8) armatures et la superficie (A) d'au moins une armature (4, 8) pour un point de fonctionnement (Q) choisi dans ladite plage de fonctionnement du transformateur.
3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel on estime les pertes du transformateur (100) comme étant P2 (1- η)/η, où P2 est la puissance transmise par le transformateur, η est le rendement du transformateur, et où P2 et η s'expriment en fonction desdits paramètres.
4. Procédé selon la revendication 2 ou la revendication 3, dans lequel on estime ladite quantité de chaleur évacuée comme étant hc S Δθ, où hc est un coefficient spécifique d'un matériau constitutif du transformateur (100), S une surface d'échange thermique fonction en particulier des paramètres géométriques des armatures (4, .8), et Δθ ledit échauffement maximal admis.
5. Procédé selon l'une des revendications 2 à 4, dans lequel ladite plage de fonctionnement s'étend entre deux points de fonctionnement limites (Qi, Q2) correspondant à des pertes sensiblement égales à ladite quantité de chaleur maximale admise.
6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel on choisit comme point de fonctionnement (Q) un point de fonctionnement correspondant à une superficie minimale d'au moins une armature (4, 8) et à ladite quantité de chaleur maximale admise.
7. Procédé selon la revendication 5, dans lequel on exprime une caractéristique du modèle choisie parmi le rendement (η) , le gain (G) , la puissance transmise (P2) du transformateur et une de leur combinaison en fonction du point de fonctionnement (Q) , et dans lequel on choisit comme point de fonctionnement un point de fonctionnement intermédiaire correspondant à une valeur donnée de ladite caractéristique.
8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel on choisit comme point de fonctionnement (Qo) , celui correspondant à une valeur optimale pour ladite caractéristique .
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 8 dans lequel le transformateur (100) est destiné à présenter au moins une caractéristique connue choisie parmi au moins le gain (G) , la puissance transmise (P2) , le rendement (η) , et des combinaisons de ceux-ci, et dans lequel on résout un système d' équations comportant au moins ladite caractéristique connue et un paramètre inconnu du transformateur pour ledit point de fonctionnement (Q) choisi.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 9, dans lequel le transformateur (100) est destiné à être alimenté par un signal électrique primaire à une fréquence d'alimentation (f ), dans lequel on détermine une épaisseur totale (etot) du transformateur de sorte que la fréquence d'alimentation soit une fréquence propre de résonance mécanique du transformateur, et dans lequel on détermine l'épaisseur (ei, e ) de chaque' armature à l'aide de l'épaisseur totale (etot) et du rapport (r) des épaisseurs.
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel on choisit un matériau constitutif du transformateur (100) en mettant en œuvre successivement les étapes du procédé pour au moins deux matériaux de paramètres physiques connus distincts.
12. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre les étapes suivantes
(b) on assemble lesdites deux armatures (4, 8) de part et d'autre d'une couche intermédiaire de transformateur
(6) comportant un matériau isolant électriquement, et
(c) on applique des metallisations (7) primaire et secondaire sur lesdites armatures, les metallisations primaires étant destinées à être reliées à un circuit primaire, et les metallisations secondaires étant destinées à être reliées à un circuit secondaire.
13. Procédé selon la revendication 12, dans lequel ladite couche intermédiaire (6) comprend un écran électrostatique (6a) .
14. Procédé selon la revendication 12 ou la revendication 13, dans lequel les première et deuxième armatures (4, 8) sont intégrées respectivement dans une première (2) et deuxième (5) couches constituées d'un substrat de matériau choisi parmi du circuit imprimé, de la céramique et du semi-conducteur, et supportant respectivement un circuit imprimé primaire et un circuit imprimé secondaire, les première (2) et deuxième (5) couches étant disposées respectivement de part et d'autre d'une couche intermédiaire de circuit (6) dont au moins une partie forme la couche intermédiaire du transformateur (100) .
15. Procédé selon la revendication 12 ou la revendication 13, dans lequel on monte la couche intermédiaire de transformateur (6) sur un support rigide fixé sur un support de circuit électronique supportant ledit circuit primaire (3) et ledit circuit secondaire (9) .
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