EP3792941A1 - Component forming at least one inductance for an electrical circuit - Google Patents

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EP3792941A1
EP3792941A1 EP20194464.2A EP20194464A EP3792941A1 EP 3792941 A1 EP3792941 A1 EP 3792941A1 EP 20194464 A EP20194464 A EP 20194464A EP 3792941 A1 EP3792941 A1 EP 3792941A1
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EP
European Patent Office
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face
bus bar
section
circuit board
printed circuit
Prior art date
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Application number
EP20194464.2A
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German (de)
French (fr)
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EP3792941B1 (en
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Nicolas ALLALI
Pierre Smal
Bruno Lefevre
Jingjin ROLINET GUO
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Valeo Systemes de Controle Moteur SAS
Original Assignee
Valeo Systemes de Controle Moteur SAS
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Publication date
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    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24—Magnetic cores
    • H01F27/245—Magnetic cores made from sheets, e.g. grain-oriented
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/2804—Printed windings
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    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/2847—Sheets; Strips
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    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/2804—Printed windings
    • H01F2027/2814—Printed windings with only part of the coil or of the winding in the printed circuit board, e.g. the remaining coil or winding sections can be made of wires or sheets

Definitions

  • the present invention relates to a component forming at least one inductor for an electrical circuit.
  • This inductance is for example a coil or all or part of a transformer.
  • the electrical circuit is for example an on-board network of a motor vehicle, for example a 12 V network, a 48 V network, or else an on-board network with different voltages, for example a 12 V voltage part and a part of voltage 48 V.
  • the electrical circuit may also have a higher voltage, in particular a voltage of greater than 300 V, for example when it is used in a vehicle with purely electric propulsion.
  • the bus bar and the electrically conductive track of the printed circuit board portion can be electrically connected to each other, for example via one or more fasteners, in particular fasteners by soldering. These fasteners form an electrical contact. This electrical connection can thus be qualified as direct, in particular not involving an intermediate magnetic circuit.
  • the combination of the bus bar and the electrically conductive track of the printed circuit board portion allows to benefit from an electrically conductive element having the advantages provided by the bus bar in terms of continuous reduced losses and the advantages provided by the electrically conductive track of the printed circuit board portion in terms of reduced losses at high frequencies.
  • the presence of the bus bar, and in particular its attachment to the electrically conductive track of the printed circuit board portion, can make it possible to improve the thermal conductivity in the electrically conductive track, thus making it possible to avoid the occurrence of excessive temperatures in the printed circuit board portion. This improves the robustness and efficiency of the printed circuit board portion.
  • the production of the bus bar in several sections makes it possible to guarantee good flatness for the fixing, in particular the solder, of the bus bar on the portion of the printed circuit board.
  • Each section may have a flatness of less than 0.1mm.
  • the division of the bus bar into sections is particularly suited to flattened forms of the bus bar, the latter for example having the shape of a strip characterized by a long length relative to its width, itself greater than its thickness.
  • the bus bar and the electrically conductive track can be arranged in parallel, electrically speaking. Such a parallel connection can make it possible to reduce the current density in the electrically conductive track (s) of the printed circuit board portion.
  • the bus bar and the electrically conductive track can be superimposed in a direction perpendicular to the extension plane of the printed circuit board portion.
  • the electrically conductive track and the bus bar can be arranged one above the other, having in particular the same shape.
  • the bus bar is for example fixed, in particular brazed, on the electrically conductive track of the printed circuit board portion.
  • the passage of current between two successive sections can be done via the solder paste interposed between said sections and / or via the zone of the electrically conductive track interposed between these sections.
  • the printed circuit board portion comprises for example several electrically conductive tracks superimposed in a direction perpendicular to the extension plane of this printed circuit board portion, and the bus bar is superimposed with these electrically conductive tracks in said direction.
  • the bus bar is for example fixed to the second surface of the printed circuit board portion and has in particular several fasteners forming electrical contact with the second electrically conductive track.
  • the bus bar can thus be mounted in parallel with all the electrically conductive tracks of the printed circuit board portion, additional electrical connections existing between the second electrically conductive track and this bus bar due to the aforementioned electrical contact points.
  • third electrically conductive tracks may be present, for example two, three, four or more.
  • the printed circuit board portion comprises six stacked electrically conductive tracks, namely a first track, a second track and four third tracks.
  • the structure of magnetically conductive material may include: a base, a cover, and a junction wall between the base and the cover, the base being disposed on a first side of the printed circuit board portion and the cover being disposed in a second side of the printed circuit board portion.
  • the structure of magnetically conductive material forms, for example, a housing. Openings can be made in the portion of printed circuit board to allow the passage of elements of the junction wall of the structure in magnetically conductive material.
  • the base and the cover can be separate parts.
  • the first side of the printed circuit board portion is bounded by the first surface thereof while the second side of the printed circuit board portion is bounded by the second surface thereof.
  • inductors are for example formed by the cooperation between the electrically conductive element and the structure of magnetically conductive material. These different inductors are for example made according to the teaching of the patent application filed by the Applicant in France on June 8, 2018 under the filing number 18 54988 and corresponding to the application. WO 2019/233880 .
  • the content of this French patent application is incorporated by reference into the present application, in particular in that it teaches to circulate the magnetic flux associated with each inductor in a first leg of the structure made of magnetically conductive material, this first leg being without an air gap, and in a second leg of this structure, this second leg being dedicated to this inductance and involving the crossing of an air gap.
  • the component can comprise a single structure of magnetically conductive material with which the electrically conductive element cooperates to form the inductor (s).
  • the component may comprise a plurality of structures made of magnetically conductive material, distinct from one another, each of these structures cooperating with the electrically conductive element so as to form, for each cooperation, one or more inductors.
  • Each of these structures made of a magnetically conductive material is for example carried by the portion of the printed circuit board.
  • the component may comprise one or more capacitors, the latter being in particular carried by the portion of the printed circuit board.
  • a capacitor is for example associated with an inductor so as to form an LC filter for electromagnetic interference.
  • the bus bar and the electrically conductive track can each define several successive turns around an axis perpendicular to the extension plane of the printed circuit board portion.
  • the structure of magnetically conductive material comprises a junction wall between the base and the cover, the base being disposed on a first side of the printed circuit board portion and the cover being disposed on a second side of the portion of the printed circuit board.
  • the junction wall can include at least one leg extending seamlessly between the base and the cover, and the bus bar and electrically conductive track can each define several successive turns around this leg.
  • One or more current smoothing coils are thus formed, for example.
  • the junction wall can also comprise at least one other leg, or even two other legs extending between the base and the cover so as to define at least one air gap.
  • two other legs can be provided, the leg extending without discontinuity being placed between these two other legs.
  • junction wall comprises one or more legs
  • this or these legs can be made in one piece with the base, the cover then having the form of a plate without a leg.
  • the bus bar may have the shape of a ribbon.
  • the bus bar is for example flattened, that is to say that it has in the extension plane of the printed circuit board a width much greater than the dimension of this bus bar perpendicular to this plane of extension, also called “thickness”, for example having a width at least three or four times greater than this thickness.
  • the bus bar has for example a length greater than 5 cm, a thickness of the order of 1 mm and a width of the order of 10 mm.
  • the bus bar can have a length / width ratio between 5 and 10 and a width / thickness ratio between 5 and 10.
  • the inductor can form a smoothing coil, a CEM filtering coil or a differential filtering coil, or a coupled inductance coil, or even all or part of a transformer.
  • certain electrically conductive tracks of the printed circuit board portion and the bus bar form the secondary, respectively primary, of the transformer while other electrically conductive tracks of this same printed circuit board portion, stacked with the aforementioned tracks form the primary, respectively secondary, of this transformer.
  • the electrically conductive tracks of the printed circuit board portion and the bus bar form only a part of the transformer, for example only the primary or the secondary of this transformer.
  • one end of the bus bar can be connected to the corresponding end of the electrically conductive track, these ends connected together then being connected to a current measurement shunt, this shunt being in particular carried by the portion of printed circuit board.
  • the shunt can form an electrical connection to another component of the electrical circuit, for example controllable electronic switches, such as field effect or bipolar transistors. This or these other electronic components may or may not be carried by the printed circuit board, not necessarily by said portion thereof.
  • the shunt forming this connection can span the electrically conductive track of the printed circuit board portion, this spanned electrically conductive track being for example the first electrically conductive track or the second electrically conductive track when the printed circuit board portion comprises several tracks. electrically conductive.
  • the shunt can be mounted on the first surface of the printed circuit board portion while the bus bar, and any capacitor (s), are for example mounted on the second surface of this printed circuit board portion.
  • bus bars can be fixed on the printed circuit board portion, so that the electrically conductive element according to the invention can be formed by several electrically conductive tracks of the printed circuit board portion and by several bus bars. .
  • the component may only comprise a single printed circuit board portion, and not several printed circuit board portions, for example offset from one another.
  • the component comprises for example successively, in a direction perpendicular to the extension plane of the printed circuit board portion: the base of the structure in magnetically conductive material, the printed circuit board portion, the bus bar and the cover of the structure in magnetically conductive material.
  • the component is, for example, devoid of any other bus bar and / or other portion of the printed circuit board.
  • the bus bar may consist of a number of sections greater than 2, for example between 2 and 1000, in particular between 2 and 100, for example between 10 and 100.
  • Each section of the busbar can have the same shape.
  • the use of the same shape can make it possible to simplify the manufacturing process of the bus bar.
  • the sections of the bus bar can have different shapes.
  • the use of different shapes makes it possible to envisage a more complex geometry for the bus bar, for example S-shaped.
  • Each section of the bus bar can extend between a first face and a second face, the first face of a section being able to be positioned facing the second face of another section and the second face of the section being capable of being positioned opposite the first face of yet another section to ensure the passage of current from one section to the other, and one and / or the other of the first and of the second face can have as normal the direction of propagation of the current in said section.
  • Each end face of the section that is to say the first face and the second face of this section which define for said section according to the direction of the current the inlet face or the outlet face of the current in the section , can thus be perpendicular to the direction of propagation of the current.
  • Each section can, in top view, have the shape of a rectangle.
  • a bus bar with rectangular sections, and in particular of the same shape, can be simple to manufacture.
  • each section of the bus bar can extend between a first face and a second face, the first face of a section being able to be positioned opposite the second face of another section and the second face. of the section being able to be positioned facing the first face of yet another section to ensure the passage of current from one section to another, and one and / or the other of the first and the second face may not have as normal the direction of propagation of the current in said section.
  • Each end face of the section that is to say the first face and the second face of this section which define for said section according to the direction of the current, respectively the inlet face and / or the outlet face of the current in the section can then extend at an angle not perpendicular to the direction of propagation of the current.
  • Each section can, in top view, have the shape of a parallelogram. End faces of the section not perpendicular to the direction of propagation of the current make it possible to reduce the current density at the interconnection between the sections and therefore to avoid the appearance of hot spots.
  • first and / or the second face has the direction of propagation of the current in the section as normal or not, this first, respectively second, face may be flat.
  • Each section can have its first face parallel to its second face, when these two faces are plane.
  • this first, respectively second, face may be non-planar. It is for example a curved face, in particular cylindrical, or a face formed by several intersecting planes, for example by the meeting of two intersecting planes.
  • each section can have a second face of the same shape, or of a different shape, than its first face.
  • each first face of a section can be placed opposite a second face of another section which has the same shape, which promotes the transmission of current from one section to the other.
  • each section may or may not have a polygonal shape.
  • the sections can be arranged so that the bus bar extends rectilinearly over its entire length. All the sections preferably have the same shape in the case of a bus bar extending rectilinearly over its entire length.
  • the sections can be arranged so that the bus bar does not extend rectilinearly over its entire length.
  • Such a bar-bus can be better suited to a more constrained environment in terms of space.
  • Different shapes for the sections are then preferably provided. Angles between 0 and 90 ° can be defined between consecutive sections of the bus bar.
  • the sections of the busbar can be arranged one after the other, without branching. This branch-free arrangement can be obtained whether or not the sections have the same shape.
  • the sections of the bus bar can be arranged so as to define at least one branch.
  • One of the sections then has a first face and several second faces, in particular two or three second faces, so as to define the branch.
  • the section defining the branch may have a shape different from those of sections not defining a branch.
  • the section defining the branch may have its second faces of the same shape and this same shape may differ from that of its first face, or even be identical to the shape of the first face.
  • all the sections can have the same shape, despite the presence of the branch. In the latter case, the section defining the branch has only a second face.
  • the branch can define two branches, three branches, or more.
  • bus bar only comprises sections of the same shape or whether it comprises sections of different shapes, all the sections having the same shape can be arranged in the same way along the length of the bus bar.
  • bus bar only comprises sections of the same shape or whether it comprises sections of different shapes
  • sections having the same shape can be arranged in a different manner, in particular inverted, along the length of the bar. bus.
  • Another subject of the invention is a DC / DC voltage converter, in particular a DC / DC voltage converter 12 V / 48 V, comprising a component as defined above.
  • the invention can, more generally, be applied to any static converter, thus including DC / AC converters, also called “inverters / rectifiers”.
  • the invention can also be applied to a charging circuit inductor of an electric energy storage unit of a hybrid or purely electric propulsion vehicle.
  • This electrical energy storage unit has for example a nominal voltage of 48 V or more, for example a nominal voltage whose value is greater than 300 V.
  • the fixing of the bus bar on the portion of the printed circuit board is carried out for example by soldering, in particular in a reflow oven.
  • Each section of the bus bar is for example soldered to the electrically conductive track of the printed circuit board portion.
  • the bus bar is for example soldered to one of the electrically conductive tracks present on an end surface of this printed circuit board portion, namely the first electrically conductive track or the aforementioned second electrically conductive track.
  • solder paste is for example deposited by screen printing.
  • This first component 1 here forms a single inductance for an electrical circuit of a motor vehicle.
  • This electrical circuit is for example the on-board network of this vehicle.
  • the electrical circuit has on the one hand a part at 12 V, on the other hand a part at 48 V, and a DC / DC voltage converter 12 V / 48 V to connect these two circuit parts.
  • the inductance obtained can be a current smoothing coil, an EMC filtering coil, a differential filtering coil, or even all or part of a transformer, as will be seen below.
  • the first component 1 comprises a portion of a printed circuit board 2, which here comprises several electrically conductive tracks 3.
  • Each of these tracks 3 is here made of copper.
  • the electrically conductive tracks 3 are stacked together according to the thickness of the portion 2 of the printed circuit board.
  • a first electrically conductive track 3 defines a part of a first outer surface 2a of the portion 2 of the printed circuit board
  • a second electrically conductive track 3 defines a part of a second outer surface 2b of the portion 2 of the printed circuit, the first and the second surface being opposite.
  • Several third electrically conductive tracks 3 are arranged inside the portion 2 of the printed circuit board.
  • the first component 1 further comprises a structure 4 made of a magnetically conductive material, and a bus bar 6.
  • the structure 4 of magnetically conductive material comprises: a base 7, a cover 8 and a junction wall 10 between the base 7 and the cover 8.
  • the base 7 is disposed on a first side of the printed circuit board portion 2
  • the cover 8 is disposed on a second side of this printed circuit board portion 2.
  • the junction wall 10 extends through openings 9 made in portion 2 of the printed circuit board.
  • the junction wall 10 here comprises three legs: an internal leg 11 with an air gap and two external legs 12 without an air gap which frame this internal leg 11. It is noted that each electrically conductive track 3 is wound around the internal leg 11, forming almost two turns around this internal leg 11 between two current ends respectively referenced by 13 and 14. This winding takes place around an axis perpendicular to the extension plane of the portion 2 of the printed circuit board.
  • the bus bar 6 is in the example considered made of copper and is formed by several sections 30, as will be seen below.
  • the bus bar 6 also defines two turns around the internal leg 11 around the same axis as the electrically conductive track.
  • the bus bar 6 extends between two ends respectively referenced by 16 and 17.
  • the bus bar may have one or more retaining lugs 18, the presence of these retaining lugs 18 being purely optional.
  • a shunt 30 is carried by the portion 2 of the printed circuit board, this shunt 30 being mounted on the first surface 2a of the portion 2 of the printed circuit board while the bus bar 6 is mounted on the second surface 2b of this portion 2 of the printed circuit board.
  • the end 17 of the bus bar 6 and each end 14 of an electrically conductive track 3 are connected together and this common end is connected to the shunt 30 to allow electrical connection to other components carried by the circuit board printed.
  • the shunt 30 spans, for example, the first electrically conductive track 3 of the portion of the printed circuit board.
  • the bus bar 6 is positioned relative to the electrically conductive tracks 3 so that the electrically conductive tracks 3 and the bus bar 6 together define an electrically conductive element whose cooperation with the structure 4 here defines an inductance.
  • the bus bar 6 is in the example considered fixed by soldering on the second surface 2b of the portion 2 of the printed circuit board 2, as will now be described.
  • This bus bar 6 then has several electrical contact points, also called “fixings”, with the second electrically conductive track 3 opposite which it is located, thus defining additional electrical connections with this track.
  • These fasteners are in the example considered arranged between the successive sections of the bus bar 6.
  • the solder paste can be deposited by screen printing.
  • the glue can be polymerized in the oven or during a pre-treatment.
  • the first component 1 is thus obtained according to the figure 2 .
  • This first component 1 forms, for example, a current smoothing coil which can be used in the aforementioned electrical circuit.
  • the second component 1 comprises two structures 4 made of a magnetically conductive material.
  • Each of these structures 4 is assembled on the portion 2 of the printed circuit board, each of these structures may or may not extend on either side of this portion 2 of the printed circuit board.
  • the bus bar 6 is fixed on the portion 2 of the printed circuit board and it is disposed with respect to the electrically conductive tracks of this portion of the card which are not visible on this figure 3 , so as to form an electrically conductive element.
  • This electrically conductive element cooperates with each structure 4 so as to form, for each cooperation, an inductance which is here an EMC filter coil.
  • these two CEM filter coils are mounted in series and the printed circuit board portion 2 carries two capacitors 25. Each of these capacitors 25 is associated with one of the filter coils so as to form with this coil an LC filter.
  • the bus bar here has the shape of a ribbon, for example having a length greater than 5 cm, a width of the order of 1 cm, and a thickness of the order of 1 mm.
  • Each section 30 extends between a first face 31 which is intended to face another section 30 of the bus bar, and a second face 32 which is intended to face another section of the bar. bus.
  • each section 30 constituting the bus bar has the same shape.
  • Each section thus has, in top view, the shape of a quadrilateral.
  • each section 30 has the shape of a rectangle, and each of the first face 31 and of the second face 32 has as normal the direction D of propagation of the current in this section 30.
  • the bus bar 6 extends in the example of figure 4 rectilinear over its entire length.
  • each section has the shape of a parallelogram, and each of the first face 31 and of the second face 32 does not have the direction D of propagation of the current in this section 30 as normal. figure 5 that the first face 31 and the second face 32 are here parallel and extend at an angle with respect to the direction D.
  • the various sections 30 are, in the example of the figure 5 , arranged so that the bus bar does not extend in a rectilinear fashion. This bus bar 6 can thus define several bends.
  • the example of figure 6 differs from the previous examples in that the bus bar comprises sections of different shape. Certain sections 30 always have the shape of a quadrilateral, for example a parallelogram, while other sections have another shape, for example triangular or polygonal, which is other than a triangle or a quadrilateral, for example a pentagon. The overall geometry of the bus bar 6 can thus be further complicated.
  • the sections 30 are all of the same shape but they have a different geometry between their first face 31 and their second face 32. It is noted that none of the latter is flat. On the contrary, these faces are cylindrical.
  • the first face 31 of a section 30 here defines a convex surface while the second face 32 of this section defines a concave surface.
  • the shape of the first face 31 is here the same as that of the second face 32.
  • the example of figure 8 provides another example of a non-rectilinear extending busbar 6.
  • sections 30 of different shapes exist, some sections 30a having the same shape as in the example of figure 7 and other sections 30b having a different shape. It can be seen, for example, that a section 30b has a first face 31 and a second face 32 of cylindrical shape, and that the sections 30a directly adjacent to this section 30b are positioned in an inverted manner with respect to each other.
  • the section 30a downstream of the section 30b in the direction of propagation S of the current has a first face 31 which defines a convex surface and a second face 32 which defines a concave surface
  • the section 30a downstream of the section 30b in the direction of current propagation has a first face which defines a concave surface and a second face 32 which defines a convex surface
  • the sections 30 are arranged one after the other, so as not to define a branch.
  • figure 9 and some figure 10 show bus bars 6 with sections arranged so as to define a branch.
  • all the sections 30 have the same shape with first and second curved faces.
  • Each first face 31 defines a concave surface while each second face 32 defines a convex surface.
  • two sections 30 are inclined relative to the immediately preceding section 30 so that the convex surface defined by the second face 32 of this immediately preceding section cooperates with the first face 31 of two separate sections.
  • a branch is created here without the need to have a specific shape of section to achieve the branch.
  • the creation of a branch with three branches in the bus bar is obtained by using sections of different shape.
  • the bus bar 6 comprises sections 30a of the same shape, having first face 31 and second face 32 of the same shape, here in a broken line.
  • a section 30b here has a different shape, having a first face 31 in the form of a broken line and three second faces 32, all in the form of a broken line.
  • the second face 32 and the first face of a section 30a downstream of the section 30b respectively define a convex surface and a concave surface
  • the second face 32 and the first face 31 of a section 30a downstream of the section 30b respectively define a concave surface and a convex surface
  • the invention can for example be used to make all or part of a transformer.
  • a high-current secondary winding of a transformer is produced with the combination of a bus bar and one or more electrically conductive tracks of a portion of a printed circuit board according to the invention, while the lower current primary winding of this transformer is produced using other electrically conductive tracks, the latter belonging or not to this same portion of the printed circuit board and this primary winding being produced without adding a bar -bus.
  • bus bars 6 can be fixed on the portion 2 of the printed circuit board, these bus bars 6 being stacked one on top of the other with each time the interposition of an electrical insulator.
  • the electrically conductive element is then formed by: the electrically conductive tracks of the printed circuit board portion 2, and the stacked bus bars 6.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Connection Or Junction Boxes (AREA)
  • Structure Of Printed Boards (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

Composant (1) formant au moins une inductance, le composant comprenant :- au moins une structure (4) en un matériau magnétiquement conducteur,- une portion (2) de carte de circuit imprimé assemblée avec la structure (4) et contenant au moins une piste électriquement conductrice (3), et- au moins une barre-bus (6) fixée sur la portion (2) de carte de circuit imprimé,la barre-bus (6) et la piste électriquement conductrice (3) de la portion (2) de carte de circuit imprimé étant disposées l'une par rapport à l'autre et directement connectées de manière à former un élément électriquement conducteur coopérant avec la structure (4) en matériau magnétiquement conducteur pour former l'inductance,la barre-bus étant formée par au moins deux tronçons (30 ; 30a, 30b) successivement empruntés par le courant circulant dans cette barre-bus (6).Component (1) forming at least one inductor, the component comprising: - at least one structure (4) made of a magnetically conductive material, - a portion (2) of a printed circuit board assembled with the structure (4) and containing at least an electrically conductive track (3), and- at least one bus bar (6) fixed to the portion (2) of the printed circuit board, the bus bar (6) and the electrically conductive track (3) of the portion (2) printed circuit board being arranged relative to each other and directly connected so as to form an electrically conductive element cooperating with the structure (4) of magnetically conductive material to form the inductance, the bar- bus being formed by at least two sections (30; 30a, 30b) successively taken by the current flowing in this bus bar (6).

Description

La présente invention concerne un composant formant au moins une inductance pour circuit électrique. Cette inductance est par exemple une bobine ou tout ou partie d'un transformateur.The present invention relates to a component forming at least one inductor for an electrical circuit. This inductance is for example a coil or all or part of a transformer.

Le circuit électrique est par exemple un réseau de bord d'un véhicule automobile, par exemple un réseau 12 V, un réseau 48 V, ou encore un réseau de bord avec différentes tensions, par exemple une partie de tension 12 V et une partie de tension 48 V. Le circuit électrique peut encore avoir une tension plus élevée, notamment une tension de valeur supérieure à 300 V, par exemple lorsqu'il est utilisé au sein d'un véhicule à propulsion purement électrique.The electrical circuit is for example an on-board network of a motor vehicle, for example a 12 V network, a 48 V network, or else an on-board network with different voltages, for example a 12 V voltage part and a part of voltage 48 V. The electrical circuit may also have a higher voltage, in particular a voltage of greater than 300 V, for example when it is used in a vehicle with purely electric propulsion.

Il est connu de réaliser une bobine de lissage en faisant coopérer une ou plusieurs pistes électriquement conductrices d'une carte de circuit imprimé et une structure en un matériau magnétiquement conducteur. Ces pistes électriquement conductrices sont adaptées pour éviter les pertes aux hautes fréquences mais sont susceptibles de causer des pertes en continu.It is known to produce a smoothing coil by causing one or more electrically conductive tracks of a printed circuit board to cooperate with a structure made of a magnetically conductive material. These electrically conductive tracks are suitable for avoiding losses at high frequencies but are liable to cause continuous losses.

Il est par ailleurs connu de disposer dans une structure en un matériau magnétiquement conducteur une barre-bus en cuivre pour réaliser une bobine de lissage. La présence d'une telle barre-bus est susceptible de causer des pertes aux hautes fréquences mais est adaptée pour éviter les pertes en continu.It is also known practice to place a copper bus bar in a structure made of a magnetically conductive material in order to produce a smoothing coil. The presence of such a bus bar is liable to cause losses at high frequencies but is suitable for avoiding continuous losses.

On connait par ailleurs des demandes DE 10 2016 219 790 et JP 2004-303857 des transformateurs dont le primaire est formé par les pistes électriquement conductrices d'un circuit imprimé et dont le secondaire est formé par une barre-bus, ces pistes électriquement conductrices et cette barre-bus n'étant pas électriquement connectées entre elles.We also know of requests FROM 10 2016 219 790 and JP 2004-303857 transformers, the primary of which is formed by the electrically conductive tracks of a printed circuit and the secondary of which is formed by a bus bar, these electrically conductive tracks and this bus bar not being electrically connected to each other.

Il existe un besoin pour réaliser une inductance en faisant coopérer un élément électriquement conducteur avec une structure en un matériau magnétiquement conducteur avec des pertes réduites aussi bien en continu qu'aux hautes fréquences, de manière simple et robuste, et facilement réalisable.There is a need to produce an inductance by causing an electrically conductive element to cooperate with a structure made of a magnetically conductive material with reduced losses both continuously and at high frequencies, in a simple and robust manner, and easily achievable.

L'invention a pour objet de répondre à ce besoin et elle y parvient, selon l'un de ses aspects, à l'aide d'un composant formant au moins une inductance, le composant comprenant :

  • au moins une structure en un matériau magnétiquement conducteur,
  • une portion de carte de circuit imprimé assemblée avec la structure et contenant au moins une piste électriquement conductrice, et
  • au moins une barre-bus fixée sur la portion de carte de circuit imprimé,
    la barre-bus et la piste électriquement conductrice de la portion de carte de circuit imprimé étant disposées l'une par rapport à l'autre et directement connectées de manière à former un élément électriquement conducteur coopérant avec la structure en matériau magnétiquement conducteur pour former l'inductance,
    la barre-bus étant formée par au moins deux tronçons successivement empruntés par du courant circulant dans cette barre-bus.
The object of the invention is to meet this need and it achieves this, according to one of its aspects, with the aid of a component forming at least one inductor, the component comprising:
  • at least one structure made of a magnetically conductive material,
  • a printed circuit board portion assembled with the structure and containing at least one electrically conductive track, and
  • at least one bus bar fixed to the portion of the printed circuit board,
    the bus bar and the electrically conductive track of the printed circuit board portion being arranged relative to each other and directly connected so as to form an electrically conductive element cooperating with the structure of magnetically conductive material to form the 'inductance,
    the bus bar being formed by at least two sections successively taken by current flowing through this bus bar.

La barre-bus et la piste électriquement conductrice de la portion de carte de circuit imprimé peuvent être connectées électriquement l'une à l'autre, par exemple via une ou plusieurs fixations, notamment des fixations par brasure. Ces fixations forment un contact électrique. Cette connexion électrique peut ainsi être qualifiée de directe, n'impliquant notamment pas un circuit magnétique intermédiaire.The bus bar and the electrically conductive track of the printed circuit board portion can be electrically connected to each other, for example via one or more fasteners, in particular fasteners by soldering. These fasteners form an electrical contact. This electrical connection can thus be qualified as direct, in particular not involving an intermediate magnetic circuit.

Ces fixations peuvent par ailleurs permettre à du courant circulant dans un tronçon de la barre-bus de circuler dans le tronçon suivant. Autrement dit, le passage du courant entre deux tronçons successifs de la barre-bus implique alors l'emprunt de :

  • la fixation de la barre-bus à la piste électriquement conductrice de la portion de carte de circuit imprimé entre lesdits tronçons et/ou
  • de la piste électriquement conductrice de la portion de carte de circuit imprimé entre lesdits tronçons.
These fasteners can also allow current flowing in one section of the bus bar to flow in the next section. In other words, the passage of current between two successive sections of the bus bar then involves the borrowing of:
  • fixing the bus bar to the electrically conductive track of the printed circuit board portion between said sections and / or
  • of the electrically conductive track of the printed circuit board portion between said sections.

La combinaison de la barre-bus et de la piste électriquement conductrice de la portion de carte de circuit imprimé permet de bénéficier d'un élément électriquement conducteur présentant les avantages fournis par la barre-bus en termes de pertes réduites en continu et les avantages fournis par la piste électriquement conductrice de la portion de carte de circuit imprimé en termes de pertes réduites aux hautes fréquences.The combination of the bus bar and the electrically conductive track of the printed circuit board portion allows to benefit from an electrically conductive element having the advantages provided by the bus bar in terms of continuous reduced losses and the advantages provided by the electrically conductive track of the printed circuit board portion in terms of reduced losses at high frequencies.

Par ailleurs, la présence de la barre-bus, et notamment sa fixation sur la piste électriquement conductrice de la portion de carte de circuit imprimé, peut permettre d'améliorer la conductivité thermique dans la piste électriquement conductrice, permettant ainsi d'éviter l'apparition de températures excessives dans la portion de carte de circuit imprimé. On améliore ainsi la robustesse et l'efficacité de la portion de carte de circuit imprimé.Furthermore, the presence of the bus bar, and in particular its attachment to the electrically conductive track of the printed circuit board portion, can make it possible to improve the thermal conductivity in the electrically conductive track, thus making it possible to avoid the occurrence of excessive temperatures in the printed circuit board portion. This improves the robustness and efficiency of the printed circuit board portion.

Enfin, la réalisation de la barre-bus en plusieurs tronçons permet de garantir une bonne planéité pour la fixation, notamment la brasure, de la barre-bus sur la portion de carte de circuit imprimé. Chaque tronçon peut présenter une planéité inférieure à 0,1mm. La division de la barre-bus en tronçons est notamment adaptée à des formes aplaties de barre-bus, cette dernière ayant par exemple une forme de ruban caractérisée par une longueur importante par rapport à sa largeur, elle-même supérieure à son épaisseur.Finally, the production of the bus bar in several sections makes it possible to guarantee good flatness for the fixing, in particular the solder, of the bus bar on the portion of the printed circuit board. Each section may have a flatness of less than 0.1mm. The division of the bus bar into sections is particularly suited to flattened forms of the bus bar, the latter for example having the shape of a strip characterized by a long length relative to its width, itself greater than its thickness.

La barre-bus et la piste électriquement conductrice peuvent être disposées en parallèle, électriquement parlant. Un tel montage en parallèle peut permettre de diminuer la densité de courant dans la ou les pistes électriquement conductrices de la portion de carte de circuit imprimé.The bus bar and the electrically conductive track can be arranged in parallel, electrically speaking. Such a parallel connection can make it possible to reduce the current density in the electrically conductive track (s) of the printed circuit board portion.

La barre-bus et la piste électriquement conductrice peuvent être superposées selon une direction perpendiculaire au plan d'extension de la portion de carte de circuit imprimé. Autrement dit, la piste électriquement conductrice et la barre-bus peuvent être disposées l'une au-dessus de l'autre, ayant notamment la même forme.The bus bar and the electrically conductive track can be superimposed in a direction perpendicular to the extension plane of the printed circuit board portion. Other said, the electrically conductive track and the bus bar can be arranged one above the other, having in particular the same shape.

La barre-bus est par exemple fixée, notamment brasée, sur la piste électriquement conductrice de la portion de carte de circuit imprimé. Dans le cas où plusieurs fixations par brasure existent, le passage du courant entre deux tronçons successifs peut se faire via la pâte à braser interposée entre lesdits tronçons et/ou via la zone de la piste électriquement conductrice interposée entre ces tronçons.The bus bar is for example fixed, in particular brazed, on the electrically conductive track of the printed circuit board portion. In the case where several fasteners by solder exist, the passage of current between two successive sections can be done via the solder paste interposed between said sections and / or via the zone of the electrically conductive track interposed between these sections.

La portion de carte de circuit imprimé comprend par exemple plusieurs pistes électriquement conductrices superposées selon une direction perpendiculaire au plan d'extension de cette portion de carte de circuit imprimé, et la barre-bus est superposée avec ces pistes électriquement conductrices selon ladite direction.The printed circuit board portion comprises for example several electrically conductive tracks superimposed in a direction perpendicular to the extension plane of this printed circuit board portion, and the bus bar is superimposed with these electrically conductive tracks in said direction.

La portion de carte de circuit imprimé comprend par exemple :

  • une première piste électriquement conductrice définissant une partie d'une première surface extérieure de la portion de carte de circuit imprimé,
  • une deuxième piste électriquement conductrice définissant une partie d'une deuxième surface extérieure de la portion de carte de circuit imprimé, la première et la deuxième surface étant opposées, et
  • au moins une troisième piste électriquement conductrice, disposée à l'intérieur de la portion de carte de circuit imprimé.
The printed circuit board portion includes for example:
  • a first electrically conductive track defining part of a first exterior surface of the printed circuit board portion,
  • a second electrically conductive track defining a part of a second exterior surface of the printed circuit board portion, the first and the second surface being opposite, and
  • at least a third electrically conductive track, disposed inside the printed circuit board portion.

La barre-bus est par exemple fixée sur la deuxième surface de la portion de carte de circuit imprimé et possède notamment plusieurs fixations formant contact électrique avec la deuxième piste électriquement conductrice. La barre-bus peut ainsi être montée en parallèle avec toutes les pistes électriquement conductrices de la portion de carte de circuit imprimé, des connexions électriques additionnelles existant entre la deuxième piste électriquement conductrice et cette barre-bus du fait des points de contact électrique précités.The bus bar is for example fixed to the second surface of the printed circuit board portion and has in particular several fasteners forming electrical contact with the second electrically conductive track. The bus bar can thus be mounted in parallel with all the electrically conductive tracks of the printed circuit board portion, additional electrical connections existing between the second electrically conductive track and this bus bar due to the aforementioned electrical contact points.

Plusieurs troisièmes pistes électriquement conductrices peuvent être présentes, par exemple deux, trois, quatre ou plus.Several third electrically conductive tracks may be present, for example two, three, four or more.

Dans un exemple précis, la portion de carte de circuit imprimé comprend six pistes électriquement conductrices empilées, à savoir une première piste, une deuxième piste et quatre troisièmes pistes.In a specific example, the printed circuit board portion comprises six stacked electrically conductive tracks, namely a first track, a second track and four third tracks.

La structure en matériau magnétiquement conducteur peut comprendre : une base, un couvercle, et une paroi de jonction entre la base et le couvercle, la base étant disposée d'un premier côté de la portion de carte de circuit imprimé et le couvercle étant disposé d'un deuxième côté de la portion de carte de circuit imprimé. La structure en matériau magnétiquement conducteur forme par exemple un boîtier. Des ouvertures peuvent être ménagées dans la portion de carte de circuit imprimé pour permettre le passage d'éléments de la paroi de jonction de la structure en matériau magnétiquement conducteur. La base et le couvercle peuvent appartenir à des pièces distinctes.The structure of magnetically conductive material may include: a base, a cover, and a junction wall between the base and the cover, the base being disposed on a first side of the printed circuit board portion and the cover being disposed in a second side of the printed circuit board portion. The structure of magnetically conductive material forms, for example, a housing. Openings can be made in the portion of printed circuit board to allow the passage of elements of the junction wall of the structure in magnetically conductive material. The base and the cover can be separate parts.

Le premier côté de la portion de carte de circuit imprimé est délimité par la première surface de celle-ci tandis que le deuxième côté de la portion de carte de circuit imprimé est délimité par la deuxième surface de celle-ci.The first side of the printed circuit board portion is bounded by the first surface thereof while the second side of the printed circuit board portion is bounded by the second surface thereof.

Plusieurs inductances sont par exemple formées par la coopération entre l'élément électriquement conducteur et la structure en matériau magnétiquement conducteur. Ces différentes inductances sont par exemple réalisées selon l'enseignement de la demande de brevet déposé par la Demanderesse en France le 8 juin 2018 sous le numéro de dépôt 18 54988 et correspondant à la demande WO 2019/233880 . Le contenu de cette demande de brevet français est incorporé par référence à la présente demande, notamment en ce qu'il enseigne de faire circuler le flux magnétique associé à chaque inductance dans une première jambe de la structure en matériau magnétiquement conducteur, cette première jambe étant dépourvue d'entrefer, et dans une deuxième jambe de cette structure, cette deuxième jambe étant dédiée à cette inductance et impliquant la traversée d'un entrefer.Several inductors are for example formed by the cooperation between the electrically conductive element and the structure of magnetically conductive material. These different inductors are for example made according to the teaching of the patent application filed by the Applicant in France on June 8, 2018 under the filing number 18 54988 and corresponding to the application. WO 2019/233880 . The content of this French patent application is incorporated by reference into the present application, in particular in that it teaches to circulate the magnetic flux associated with each inductor in a first leg of the structure made of magnetically conductive material, this first leg being without an air gap, and in a second leg of this structure, this second leg being dedicated to this inductance and involving the crossing of an air gap.

Le composant peut comprendre une seule structure en matériau magnétiquement conducteur avec laquelle l'élément électriquement conducteur coopère pour former la ou les inductances.The component can comprise a single structure of magnetically conductive material with which the electrically conductive element cooperates to form the inductor (s).

En variante, le composant peut comprendre une pluralité de structures en matériau magnétiquement conducteur, distinctes les unes les autres, chacune de ces structures coopérant avec l'élément électriquement conducteur de manière à former, pour chaque coopération, une ou plusieurs inductances. Chacune de ces structures en matériau magnétiquement conducteur est par exemple portée par la portion de carte de circuit imprimé.As a variant, the component may comprise a plurality of structures made of magnetically conductive material, distinct from one another, each of these structures cooperating with the electrically conductive element so as to form, for each cooperation, one or more inductors. Each of these structures made of a magnetically conductive material is for example carried by the portion of the printed circuit board.

Le cas échéant, le composant peut comprendre un ou plusieurs condensateurs, ces derniers étant notamment portés par la portion de carte de circuit imprimé. Un condensateur est par exemple associé à une inductance de manière à former un filtre LC pour les interférences électromagnétiques.Where appropriate, the component may comprise one or more capacitors, the latter being in particular carried by the portion of the printed circuit board. A capacitor is for example associated with an inductor so as to form an LC filter for electromagnetic interference.

Dans tout ce qui précède, la barre-bus et la piste électriquement conductrice peuvent chacune définir plusieurs tours successifs autour d'un axe perpendiculaire au plan d'extension de la portion de carte de circuit imprimé.In all of the above, the bus bar and the electrically conductive track can each define several successive turns around an axis perpendicular to the extension plane of the printed circuit board portion.

Lorsque la structure en matériau magnétiquement conducteur comprend une paroi de jonction entre la base et le couvercle, la base étant disposée d'un premier côté de la portion de carte de circuit imprimé et le couvercle étant disposé d'un deuxième côté de la portion de carte de circuit imprimé, la paroi de jonction peut comprendre au moins une jambe s'étendant sans discontinuité entre la base et le couvercle, et la barre-bus et la piste électriquement conductrice peuvent chacune définir plusieurs tours successifs autour de cette jambe. On forme par exemple ainsi une ou plusieurs bobines de lissage de courant.When the structure of magnetically conductive material comprises a junction wall between the base and the cover, the base being disposed on a first side of the printed circuit board portion and the cover being disposed on a second side of the portion of the printed circuit board. printed circuit board, the junction wall can include at least one leg extending seamlessly between the base and the cover, and the bus bar and electrically conductive track can each define several successive turns around this leg. One or more current smoothing coils are thus formed, for example.

Dans ce cas, la paroi de jonction peut encore comprendre au moins une autre jambe, voire deux autres jambes s'étendant entre la base et le couvercle de manière à définir au moins un entrefer. Lorsque la coopération entre la structure en matériau magnétiquement conducteur et l'élément électriquement conducteur définit deux inductances, deux autres jambes peuvent être prévues, la jambe s'étendant sans discontinuité étant disposée entre ces deux autres jambes.In this case, the junction wall can also comprise at least one other leg, or even two other legs extending between the base and the cover so as to define at least one air gap. When the cooperation between the structure of magnetically conductive material and the electrically conductive element defines two inductors, two other legs can be provided, the leg extending without discontinuity being placed between these two other legs.

Toujours dans ce cas :

  • un premier flux magnétique associé à une première inductance définie par le composant peut circuler entre la base et le couvercle de la structure : à travers la jambe sans discontinuité et à travers une des autres jambes qui est dédiée à cette première inductance, et
  • un deuxième flux magnétique associé à une deuxième inductance définie par le composant peut circuler entre la base et le couvercle de la structure : à travers la jambe sans discontinuité et à travers une autre des autres jambes, qui est dédiée à cette deuxième inductance.
Still in this case:
  • a first magnetic flux associated with a first inductance defined by the component can circulate between the base and the cover of the structure: through the leg without discontinuity and through one of the other legs which is dedicated to this first inductor, and
  • a second magnetic flux associated with a second inductance defined by the component can circulate between the base and the cover of the structure: through the leg without discontinuity and through another of the other legs, which is dedicated to this second inductance.

Que la paroi de jonction comprenne une ou plusieurs jambes, cette ou ces jambes peuvent être réalisées d'une seule pièce avec la base, le couvercle ayant alors une forme de plaque dépourvue de jambe.Whether the junction wall comprises one or more legs, this or these legs can be made in one piece with the base, the cover then having the form of a plate without a leg.

Dans tout ce qui précède, la barre-bus peut avoir une forme de ruban. La barre-bus est par exemple aplatie, c'est-à-dire qu'elle présente dans le plan d'extension de la carte de circuit imprimé une largeur bien supérieure à la dimension de cette barre-bus perpendiculairement à ce plan d'extension, encore appelée « épaisseur », présentant par exemple une largeur au moins trois ou quatre fois supérieure à cette épaisseur. La barre-bus présente par exemple une longueur supérieure à 5 cm, une épaisseur de l'ordre d'1 mm et une largeur de l'ordre de 10 mm.In all of the above, the bus bar may have the shape of a ribbon. The bus bar is for example flattened, that is to say that it has in the extension plane of the printed circuit board a width much greater than the dimension of this bus bar perpendicular to this plane of extension, also called “thickness”, for example having a width at least three or four times greater than this thickness. The bus bar has for example a length greater than 5 cm, a thickness of the order of 1 mm and a width of the order of 10 mm.

La barre-bus peut présenter un rapport longueur/largeur compris entre 5 et 10 et un rapport largeur/épaisseur entre 5 et 10.The bus bar can have a length / width ratio between 5 and 10 and a width / thickness ratio between 5 and 10.

L'inductance peut former une bobine de lissage, une bobine de filtrage CEM ou une bobine de filtrage différentiel, ou une bobine d'inductance couplée, ou encore tout ou partie d'un transformateur.The inductor can form a smoothing coil, a CEM filtering coil or a differential filtering coil, or a coupled inductance coil, or even all or part of a transformer.

Dans un exemple, certaines pistes électriquement conductrices de la portion de carte de circuit imprimé et la barre-bus forment le secondaire, respectivement primaire, du transformateur tandis que d'autres pistes électriquement conductrices de cette même portion de carte de circuit imprimé, empilées avec les pistes précitées, forment le primaire, respectivement secondaire, de ce transformateur.In one example, certain electrically conductive tracks of the printed circuit board portion and the bus bar form the secondary, respectively primary, of the transformer while other electrically conductive tracks of this same printed circuit board portion, stacked with the aforementioned tracks form the primary, respectively secondary, of this transformer.

En variante, les pistes électriquement conductrices de la portion de carte de circuit imprimé et la barre-bus ne forment qu'une partie du transformateur, par exemple que le primaire ou le secondaire de ce transformateur.As a variant, the electrically conductive tracks of the printed circuit board portion and the bus bar form only a part of the transformer, for example only the primary or the secondary of this transformer.

Dans tout ce qui précède, une extrémité de la barre-bus peut être raccordée à l'extrémité correspondante de la piste électriquement conductrice, ces extrémités raccordées entre elles étant alors connectées à un shunt de mesure du courant, ce shunt étant notamment porté par la portion de carte de circuit imprimé. Le shunt peut former une connexion électrique vers un autre composant du circuit électrique, par exemple des interrupteurs électroniques commandables, tels que des transistors à effet de champ ou bipolaire. Ce ou ces autres composants électroniques peuvent ou non être portés par la carte de circuit imprimé, pas nécessairement par ladite portion de celle-ci.In all of the above, one end of the bus bar can be connected to the corresponding end of the electrically conductive track, these ends connected together then being connected to a current measurement shunt, this shunt being in particular carried by the portion of printed circuit board. The shunt can form an electrical connection to another component of the electrical circuit, for example controllable electronic switches, such as field effect or bipolar transistors. This or these other electronic components may or may not be carried by the printed circuit board, not necessarily by said portion thereof.

Le shunt formant cette connexion peut enjamber la piste électriquement conductrice de la portion de carte de circuit imprimé, cette piste électriquement conductrice enjambée étant par exemple la première piste électriquement conductrice ou la deuxième piste électriquement conductrice lorsque la portion de carte de circuit imprimé comprend plusieurs pistes électriquement conductrices.The shunt forming this connection can span the electrically conductive track of the printed circuit board portion, this spanned electrically conductive track being for example the first electrically conductive track or the second electrically conductive track when the printed circuit board portion comprises several tracks. electrically conductive.

Le shunt peut être monté sur la première surface de la portion de carte de circuit imprimé tandis que la barre-bus, et le ou les éventuels condensateurs, sont par exemple montés sur la deuxième surface de cette portion de carte de circuit imprimé.The shunt can be mounted on the first surface of the printed circuit board portion while the bus bar, and any capacitor (s), are for example mounted on the second surface of this printed circuit board portion.

Plusieurs barre-bus peuvent être fixées sur la portion de carte de circuit imprimé, de sorte que l'élément électriquement conducteur selon l'invention peut être formé par plusieurs pistes électriquement conductrices de la portion de carte de circuit imprimé et par plusieurs barre-bus.Several bus bars can be fixed on the printed circuit board portion, so that the electrically conductive element according to the invention can be formed by several electrically conductive tracks of the printed circuit board portion and by several bus bars. .

Dans tout ce qui précède, le composant peut ne comprendre qu'une seule portion de carte de circuit imprimé, et non plusieurs portions de carte de circuit imprimé, par exemple décalées l'une par rapport à l'autre.In all of the above, the component may only comprise a single printed circuit board portion, and not several printed circuit board portions, for example offset from one another.

Le composant comprend par exemple successivement, selon une direction perpendiculaire au plan d'extension de la portion de carte de circuit imprimé : la base de la structure en matériau magnétiquement conducteur, la portion de carte de circuit imprimé, la barre bus et le couvercle de la structure en matériau magnétiquement conducteur. Le composant est par exemple dépourvu d'autre barre bus et/ou d'autre portion de carte de circuit imprimé.The component comprises for example successively, in a direction perpendicular to the extension plane of the printed circuit board portion: the base of the structure in magnetically conductive material, the printed circuit board portion, the bus bar and the cover of the structure in magnetically conductive material. The component is, for example, devoid of any other bus bar and / or other portion of the printed circuit board.

Dans tout ce qui précède, la barre-bus peut être constituée d'un nombre de tronçons supérieur à 2, par exemple compris entre 2 et 1000, notamment entre 2 et 100, par exemple entre 10 et 100.In all of the above, the bus bar may consist of a number of sections greater than 2, for example between 2 and 1000, in particular between 2 and 100, for example between 10 and 100.

Chaque tronçon de la barre-bus peut avoir la même forme. L'utilisation d'une même forme peut permettre de simplifier le processus de fabrication de la barre-bus.Each section of the busbar can have the same shape. The use of the same shape can make it possible to simplify the manufacturing process of the bus bar.

En variante, dans tout ce qui précède, les tronçons de la barre-bus peuvent avoir des formes différentes. L'emploi de formes différentes permet d'envisager pour la barre-bus une géométrie plus complexe, par exemple en forme de S.As a variant, in all of the above, the sections of the bus bar can have different shapes. The use of different shapes makes it possible to envisage a more complex geometry for the bus bar, for example S-shaped.

Chaque tronçon de la barre-bus peut s'étendre entre une première face et une deuxième face, la première face d'un tronçon étant apte à être positionnée en regard de la deuxième face d'un autre tronçon et la deuxième face du tronçon étant apte à être positionnée en regard de la première face d'encore un autre tronçon pour assurer le passage du courant d'un tronçon à l'autre, et l'une et/ou l'autre de la première et de la deuxième face peut avoir pour normale la direction de propagation du courant dans ledit tronçon. Chaque face d'extrémité du tronçon, c'est-à-dire la première face et la deuxième face de ce tronçon qui définissent pour ledit tronçon selon le sens du courant la face d'entrée ou la face de sortie du courant dans le tronçon, peut ainsi être perpendiculaire à la direction de propagation du courant. Chaque tronçon peut, en vue de dessus, avoir une forme de rectangle. Une barre-bus avec des tronçons rectangulaires, et notamment de même forme, peut être simple à fabriquer.Each section of the bus bar can extend between a first face and a second face, the first face of a section being able to be positioned facing the second face of another section and the second face of the section being capable of being positioned opposite the first face of yet another section to ensure the passage of current from one section to the other, and one and / or the other of the first and of the second face can have as normal the direction of propagation of the current in said section. Each end face of the section, that is to say the first face and the second face of this section which define for said section according to the direction of the current the inlet face or the outlet face of the current in the section , can thus be perpendicular to the direction of propagation of the current. Each section can, in top view, have the shape of a rectangle. A bus bar with rectangular sections, and in particular of the same shape, can be simple to manufacture.

En variante, chaque tronçon de la barre-bus peut s'étendre entre une première face et une deuxième face, la première face d'un tronçon étant apte à être positionnée en regard de la deuxième face d'un autre tronçon et la deuxième face du tronçon étant apte à être positionnée en regard de la première face d'encore un autre tronçon pour assurer le passage du courant d'un tronçon à l'autre, et l'une et/ou l'autre de la première et de la deuxième face peut ne pas avoir pour normale la direction de propagation du courant dans ledit tronçon. Chaque face d'extrémité du tronçon, c'est-à-dire la première face et la deuxième face de ce tronçon qui définissent pour ledit tronçon selon le sens du courant respectivement la face d'entrée et ou la face de sortie du courant dans le tronçon, peut alors s'étendre en biais de façon non perpendiculaire par rapport à la direction de propagation du courant. Chaque tronçon peut, en vue de dessus, avoir une forme de parallélogramme. Des faces d'extrémité de tronçon non perpendiculaires à la direction de propagation du courant permettent de réduire la densité de courant à l'interconnexion entre les tronçons et donc d'éviter l'apparition de points chauds.As a variant, each section of the bus bar can extend between a first face and a second face, the first face of a section being able to be positioned opposite the second face of another section and the second face. of the section being able to be positioned facing the first face of yet another section to ensure the passage of current from one section to another, and one and / or the other of the first and the second face may not have as normal the direction of propagation of the current in said section. Each end face of the section, that is to say the first face and the second face of this section which define for said section according to the direction of the current, respectively the inlet face and / or the outlet face of the current in the section can then extend at an angle not perpendicular to the direction of propagation of the current. Each section can, in top view, have the shape of a parallelogram. End faces of the section not perpendicular to the direction of propagation of the current make it possible to reduce the current density at the interconnection between the sections and therefore to avoid the appearance of hot spots.

Dans tout ce qui précède, que la première et/ou la deuxième face ait ou non pour normale la direction de propagation du courant dans le tronçon, cette première, respectivement deuxième, face peut être plane. Chaque tronçon peut avoir sa première face parallèle à sa deuxième face, lorsque ces deux faces sont planes.In all of the foregoing, whether or not the first and / or the second face has the direction of propagation of the current in the section as normal or not, this first, respectively second, face may be flat. Each section can have its first face parallel to its second face, when these two faces are plane.

En variante, que la première et/ou la deuxième face ait ou non pour normale la direction de propagation du courant dans le tronçon, cette première, respectivement deuxième, face peut être non plane. Il s'agit par exemple d'une face incurvée, notamment cylindrique, ou d'une face formée par plusieurs plans sécants, par exemple par la réunion de deux plans sécants.As a variant, whether or not the first and / or the second face has the direction of propagation of the current in the section as normal or not, this first, respectively second, face may be non-planar. It is for example a curved face, in particular cylindrical, or a face formed by several intersecting planes, for example by the meeting of two intersecting planes.

Dans tout ce qui précède, chaque tronçon peut avoir une deuxième face de même forme, ou de forme différente, que sa première face.In all of the above, each section can have a second face of the same shape, or of a different shape, than its first face.

Dans tout ce qui précède, chaque première face d'un tronçon peut être disposée en regard d'une deuxième face d'un autre tronçon qui ait la même forme, ce qui favorise la transmission du courant d'un tronçon à l'autre.In all of the above, each first face of a section can be placed opposite a second face of another section which has the same shape, which promotes the transmission of current from one section to the other.

Dans tout ce qui précède, chaque tronçon peut avoir une forme polygonale ou non.In all of the above, each section may or may not have a polygonal shape.

Dans tout ce qui précède, les tronçons peuvent être agencés de manière à ce que la barre-bus s'étende de façon rectiligne sur toute sa longueur. Tous les tronçons ont de préférence la même forme dans le cas d'une barre-bus s'étendant de façon rectiligne sur toute sa longueur.In all of the above, the sections can be arranged so that the bus bar extends rectilinearly over its entire length. All the sections preferably have the same shape in the case of a bus bar extending rectilinearly over its entire length.

En variante, dans tout ce qui précède, les tronçons peuvent être agencés de manière à ce que la barre-bus ne s'étende pas de façon rectiligne sur toute sa longueur. Une telle barre-bus peut être mieux adaptée à un environnement plus contraint en termes de place. Des formes différentes pour les tronçons sont alors de préférence prévues. Des angles compris entre 0 et 90° peuvent être définis entre des tronçons consécutifs de la barre-bus.As a variant, in all of the above, the sections can be arranged so that the bus bar does not extend rectilinearly over its entire length. Such a bar-bus can be better suited to a more constrained environment in terms of space. Different shapes for the sections are then preferably provided. Angles between 0 and 90 ° can be defined between consecutive sections of the bus bar.

Les tronçons de la barre-bus peuvent être disposés les uns à la suite des autres, sans embranchement. Cette disposition sans embranchement peut être obtenue que les tronçons aient ou non la même forme.The sections of the busbar can be arranged one after the other, without branching. This branch-free arrangement can be obtained whether or not the sections have the same shape.

En variante, les tronçons de la barre-bus peuvent être disposés de manière à définir au moins un embranchement. L'un des tronçons présente alors une première face et plusieurs deuxièmes faces, notamment deux ou trois deuxièmes faces, de manière à définir l'embranchement. Le cas échéant, le tronçon définissant l'embranchement peut présenter une forme différente de celles de tronçons ne définissant pas un embranchement. Le tronçon définissant l'embranchement peut avoir ses deuxièmes faces de même forme et cette même forme peut différer de celle de sa première face, ou encore être identique à la forme de la première face. En variante, tous les tronçons peuvent avoir la même forme, malgré la présence de l'embranchement. Dans ce dernier cas, le tronçon définissant l'embranchement ne présente qu'une deuxième face.As a variant, the sections of the bus bar can be arranged so as to define at least one branch. One of the sections then has a first face and several second faces, in particular two or three second faces, so as to define the branch. Where appropriate, the section defining the branch may have a shape different from those of sections not defining a branch. The section defining the branch may have its second faces of the same shape and this same shape may differ from that of its first face, or even be identical to the shape of the first face. As a variant, all the sections can have the same shape, despite the presence of the branch. In the latter case, the section defining the branch has only a second face.

L'embranchement peut définir deux branches, trois branches, ou plus.The branch can define two branches, three branches, or more.

Que la barre-bus ne comprenne que des tronçons de même forme ou qu'elle comprenne des tronçons de différentes formes, tous les tronçons ayant la même forme peuvent être disposés de la même façon sur la longueur de la barre-bus.Whether the bus bar only comprises sections of the same shape or whether it comprises sections of different shapes, all the sections having the same shape can be arranged in the same way along the length of the bus bar.

En variante, que la barre-bus ne comprenne que des tronçons de même forme ou qu'elle comprenne des tronçons de différentes formes, des tronçons ayant la même forme peuvent être disposés de façon différente, notamment inversée, sur la longueur de la barre-bus.As a variant, whether the bus bar only comprises sections of the same shape or whether it comprises sections of different shapes, sections having the same shape can be arranged in a different manner, in particular inverted, along the length of the bar. bus.

L'invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un convertisseur de tension continue/continue, notamment un convertisseur de tension continue/continue 12 V/48 V, comprenant un composant tel que défini ci-dessus.Another subject of the invention, according to another of its aspects, is a DC / DC voltage converter, in particular a DC / DC voltage converter 12 V / 48 V, comprising a component as defined above.

L'invention peut, plus globalement s'appliquer à tout convertisseur statique, incluant ainsi les convertisseurs continu/alternatif, encore appelés « onduleurs/redresseurs ».The invention can, more generally, be applied to any static converter, thus including DC / AC converters, also called “inverters / rectifiers”.

L'invention peut encore s'appliquer pour une inductance de circuit de charge d'une unité de stockage d'énergie électrique d'un véhicule à propulsion hybride ou purement électrique. Cette unité de stockage d'énergie électrique a par exemple une tension nominale de 48 V ou plus, par exemple une tension nominale dont la valeur est supérieure à 300 V.The invention can also be applied to a charging circuit inductor of an electric energy storage unit of a hybrid or purely electric propulsion vehicle. This electrical energy storage unit has for example a nominal voltage of 48 V or more, for example a nominal voltage whose value is greater than 300 V.

L'invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un procédé de réalisation d'au moins une inductance, comprenant les étapes consistant à :

  • assembler une structure en matériau magnétiquement conducteur avec une portion de carte de circuit imprimé, cette portion de circuit imprimé comprenant au moins une piste électriquement conductrice,
  • fixer sur la portion de carte de circuit imprimé au moins une barre-bus, après avoir disposé cette barre-bus par rapport à la piste électriquement conductrice de manière à former un élément électriquement conducteur coopérant avec la structure en matériau magnétiquement conducteur pour former l'inductance, la barre-bus étant formée par au moins deux tronçons successivement empruntés par du courant circulant dans cette barre-bus.
Another subject of the invention, according to another of its aspects, is a method for producing at least one inductor, comprising the steps consisting in:
  • assembling a structure made of magnetically conductive material with a portion of printed circuit board, this portion of printed circuit comprising at least one electrically conductive track,
  • fixing on the printed circuit board portion at least one bus bar, after having arranged this bus bar relative to the electrically conductive track so as to form an electrically conductive element cooperating with the structure of magnetically conductive material to form the inductance, the bus bar being formed by at least two sections successively taken by the current flowing in this bus bar.

Tout ou partie des caractéristiques précédentes s'applique encore au procédé qui vient d'être mentionné.All or part of the preceding characteristics also apply to the process which has just been mentioned.

Les étapes précitées d'assemblage et de fixation peuvent se produire successivement ou simultanément. « Simultanément » signifie que la terminaison de l'assemblage s'effectue en même temps que l'étape de fixation.The aforementioned assembly and fixing steps can occur successively or simultaneously. "Simultaneously" means that the termination of the assembly takes place at the same time as the fixing step.

La fixation de la barre-bus sur la portion de carte de circuit imprimé s'effectue par exemple par brasure, notamment dans un four de refusion. Chaque tronçon de la barre-bus est par exemple brasé sur la piste électriquement conductrice de la portion de carte de circuit imprimé. Lorsque la portion de carte de circuit imprimé comprend plusieurs pistes électriquement conductrices, la barre-bus est par exemple brasée sur l'une des pistes électriquement conductrices présentes sur une surface d'extrémité de cette portion de carte de circuit imprimé, à savoir la première piste électriquement conductrice ou la deuxième piste électriquement conductrice précitées.The fixing of the bus bar on the portion of the printed circuit board is carried out for example by soldering, in particular in a reflow oven. Each section of the bus bar is for example soldered to the electrically conductive track of the printed circuit board portion. When the printed circuit board portion comprises several electrically conductive tracks, the bus bar is for example soldered to one of the electrically conductive tracks present on an end surface of this printed circuit board portion, namely the first electrically conductive track or the aforementioned second electrically conductive track.

Lors du procédé, on peut :

  • disposer une première partie de la structure en matériau magnétiquement conducteur sur la première surface de la portion de carte de circuit imprimé, de la colle étant par exemple interposée entre cette première surface et cette première partie de la structure,
  • disposer le cas échéant d'autres composants tels qu'un shunt sur cette première surface, de la pâte à braser étant alors interposée entre cette première surface et ce ou ces composants,
  • disposer l'ensemble obtenu dans un four de polymérisation en l'absence de pâte à braser, ou dans un four de refusion lorsque de la pâte à braser est également présente,
  • retourner ensuite la portion de carte de circuit imprimé et disposer la deuxième partie de la structure en matériau magnétiquement conducteur sur la deuxième surface de la portion de carte de circuit imprimé, de la colle étant par exemple interposée entre cette deuxième surface et cette deuxième partie de la structure,
  • disposer la barre-bus sur cette deuxième surface de la portion de carte de circuit imprimé, et le cas échéant un ou plusieurs autres composants, de la pâte à braser pouvant alors être interposée entre cette deuxième surface et la barre-bus, la pâte à braser étant notamment présente entre les tronçons successifs de la barre-bus, et
  • disposer l'ensemble obtenu dans un four de refusion.
During the process, you can:
  • have a first part of the structure made of magnetically conductive material on the first surface of the portion of the printed circuit board, glue being for example interposed between this first surface and this first part of the structure,
  • optionally have other components such as a shunt on this first surface, the solder paste then being interposed between this first surface and this or these components,
  • place the assembly obtained in a polymerization oven in the absence of solder paste, or in a reflow oven when solder paste is also present,
  • then turn over the printed circuit board portion and place the second part of the structure in magnetically conductive material on the second surface of the printed circuit board portion, glue being for example interposed between this second surface and this second part of the structure,
  • place the bus bar on this second surface of the printed circuit board portion, and where appropriate one or more other components, the solder paste can then be interposed between this second surface and the bus bar, the solder paste braze being in particular present between the successive sections of the bus bar, and
  • place the assembly obtained in a reflow oven.

Dans ce qui précède, la pâte à braser est par exemple déposée par sérigraphie.In the above, the solder paste is for example deposited by screen printing.

L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d'exemples non limitatifs de mise en œuvre de celle-ci et à l'examen du dessin annexé sur lequel :

  • la figure 1 est une vue en éclaté d'un premier composant auquel peut s'appliquer l'invention,
  • la figure 2 représente le premier composant de la figure 1 à l'état assemblé
  • la figure 3 est une vue similaire à la figure 2 d'un deuxième composant auquel peut s'appliquer l'invention,
  • la figure 4 représente un premier exemple de barre-bus en tronçons selon l'invention,
  • la figure 5 représente un deuxième exemple de barre-bus en tronçons selon l'invention,
  • la figure 6 représente un troisième exemple de barre-bus en tronçons selon l'invention,
  • la figure 7 représente un quatrième exemple de barre-bus en tronçons selon l'invention,
  • la figure 8 représente un cinquième exemple de barre-bus en tronçons selon l'invention,
  • la figure 9 représente un sixième exemple de barre-bus en tronçons selon l'invention, et
  • la figure 10 représente un septième exemple de barre-bus en tronçons selon l'invention.
The invention may be better understood on reading the following description of non-limiting examples of its implementation and on examining the appended drawing in which:
  • the figure 1 is an exploded view of a first component to which the invention can be applied,
  • the figure 2 represents the first component of the figure 1 in assembled state
  • the figure 3 is a view similar to the figure 2 a second component to which the invention can be applied,
  • the figure 4 represents a first example of a sectioned bus bar according to the invention,
  • the figure 5 shows a second example of a sectioned bus bar according to the invention,
  • the figure 6 shows a third example of a sectioned bus bar according to the invention,
  • the figure 7 represents a fourth example of a sectioned bus bar according to the invention,
  • the figure 8 represents a fifth example of a sectioned bus bar according to the invention,
  • the figure 9 represents a sixth example of a sectioned bus bar according to the invention, and
  • the figure 10 represents a seventh example of a sectioned bus bar according to the invention.

On a représenté sur la figure 1 en vue éclatée un premier composant 1 auquel peut s'appliquer l'invention. Ce premier composant 1 forme ici une seule inductance pour un circuit électrique de véhicule automobile. Ce circuit électrique est par exemple le réseau de bord de ce véhicule.We have represented on the figure 1 in exploded view a first component 1 to which the invention can be applied. This first component 1 here forms a single inductance for an electrical circuit of a motor vehicle. This electrical circuit is for example the on-board network of this vehicle.

Dans l'exemple qui va être décrit, le circuit électrique présente d'une part une partie à 12 V, d'autre part une partie à 48 V, et un convertisseur de tension continu/continu 12 V/48 V pour relier ces deux parties de circuit. L'inductance obtenue peut être une bobine de lissage de courant, une bobine de filtrage CEM, une bobine de filtrage différentiel, ou encore tout ou partie d'un transformateur, comme on le verra par la suite.In the example which will be described, the electrical circuit has on the one hand a part at 12 V, on the other hand a part at 48 V, and a DC / DC voltage converter 12 V / 48 V to connect these two circuit parts. The inductance obtained can be a current smoothing coil, an EMC filtering coil, a differential filtering coil, or even all or part of a transformer, as will be seen below.

Sur la figure 1, on constate que le premier composant 1 comprend une portion de carte de circuit imprimé 2, qui comprend ici plusieurs pistes électriquement conductrice 3. Chacune de ces pistes 3 est ici en cuivre. Dans l'exemple considéré, les pistes électriquement conductrices 3 sont empilées entre elles selon l'épaisseur de la portion 2 de carte de circuit imprimé.On the figure 1 , it can be seen that the first component 1 comprises a portion of a printed circuit board 2, which here comprises several electrically conductive tracks 3. Each of these tracks 3 is here made of copper. In the example considered, the electrically conductive tracks 3 are stacked together according to the thickness of the portion 2 of the printed circuit board.

Une première piste électriquement conductrice 3 définit une partie d'une première surface extérieure 2a de la portion 2 de carte de circuit imprimé, une deuxième piste électriquement conductrice 3 définit une partie d'une deuxième surface extérieure 2b de la portion 2 de circuit imprimé, la première et la deuxième surface étant opposées. Plusieurs troisièmes pistes électriquement conductrice 3 sont disposées à l'intérieur de la portion 2 de carte de circuit imprimé.A first electrically conductive track 3 defines a part of a first outer surface 2a of the portion 2 of the printed circuit board, a second electrically conductive track 3 defines a part of a second outer surface 2b of the portion 2 of the printed circuit, the first and the second surface being opposite. Several third electrically conductive tracks 3 are arranged inside the portion 2 of the printed circuit board.

Le premier composant 1 comprend encore une structure 4 en un matériau magnétiquement conducteur, et une barre-bus 6.The first component 1 further comprises a structure 4 made of a magnetically conductive material, and a bus bar 6.

On constate sur la figure 1 que la structure 4 en matériau magnétiquement conducteur comprend : une base 7, un couvercle 8 et une paroi de jonction 10 entre la base 7 et le couvercle 8. Comme on peut le voir sur la figure 1, la base 7 est disposée d'un premier côté de la portion de carte de circuit imprimé 2, et le couvercle 8 est disposé d'un deuxième côté de cette portion de carte de circuit imprimé 2. La paroi de jonction 10 s'étend à travers des ouvertures 9 ménagées dans la portion 2 de carte de circuit imprimé.We see on the figure 1 that the structure 4 of magnetically conductive material comprises: a base 7, a cover 8 and a junction wall 10 between the base 7 and the cover 8. As can be seen in the figure figure 1 , the base 7 is disposed on a first side of the printed circuit board portion 2, and the cover 8 is disposed on a second side of this printed circuit board portion 2. The junction wall 10 extends through openings 9 made in portion 2 of the printed circuit board.

La paroi de jonction 10 comprend ici trois jambes : une jambe interne 11 avec entrefer et deux jambes externes 12 sans entrefer qui encadrent cette jambe interne 11. On constate que chaque piste électriquement conductrice 3 est enroulée autour de la jambe interne 11, faisant près de deux tours autour de cette jambe interne 11 entre deux extrémités en courant respectivement référencées par 13 et 14. Cet enroulement se fait autour d'un axe perpendiculaire au plan d'extension de la portion 2 de carte de circuit imprimé.The junction wall 10 here comprises three legs: an internal leg 11 with an air gap and two external legs 12 without an air gap which frame this internal leg 11. It is noted that each electrically conductive track 3 is wound around the internal leg 11, forming almost two turns around this internal leg 11 between two current ends respectively referenced by 13 and 14. This winding takes place around an axis perpendicular to the extension plane of the portion 2 of the printed circuit board.

La structure 4 est ici coupée en deux, de sorte qu'on observe avant assemblage :

  • une première partie de la structure qui comprend la base 7 et qui est disposée du premier côté de la portion de carte de circuit imprimé, et
  • une deuxième partie de la structure qui comprend le couvercle 8 et qui est disposée du deuxième côté de la portion de carte de circuit imprimé.
Structure 4 is here cut in two, so that we can observe before assembly:
  • a first part of the structure which comprises the base 7 and which is arranged on the first side of the printed circuit board portion, and
  • a second part of the structure which comprises the cover 8 and which is arranged on the second side of the printed circuit board portion.

La barre-bus 6 est dans l'exemple considéré réalisée en cuivre et elle est formée par plusieurs tronçons 30, comme on le verra par la suite. La barre-bus 6 définit également deux tours autour de la jambe interne 11 autour du même axe que la piste électriquement conductrice. La barre-bus 6 s'étend entre deux extrémités respectivement référencées par 16 et 17. La barre-bus peut présenter une ou plusieurs pattes de maintien 18, la présence de ces pattes de maintien 18 étant purement optionnelle.The bus bar 6 is in the example considered made of copper and is formed by several sections 30, as will be seen below. The bus bar 6 also defines two turns around the internal leg 11 around the same axis as the electrically conductive track. The bus bar 6 extends between two ends respectively referenced by 16 and 17. The bus bar may have one or more retaining lugs 18, the presence of these retaining lugs 18 being purely optional.

On constate sur la figure 1 qu'un shunt 30 est porté par la portion 2 de carte de circuit imprimé, ce shunt 30 étant monté sur la première surface 2a de la portion 2 de carte de circuit imprimé pendant que la barre-bus 6 est montée sur la deuxième surface 2b de cette portion 2 de carte de circuit imprimé. L'extrémité 17 de la barre-bus 6 et chaque extrémité 14 d'une piste électriquement conductrice 3 sont raccordées entre elles et cette extrémité commune est reliée au shunt 30 pour permettre la connexion électrique à d'autres composants portés par la carte de circuit imprimé. Le shunt 30 enjambe par exemple la première piste électriquement conductrice 3 de la portion de carte de circuit imprimé.We see on the figure 1 that a shunt 30 is carried by the portion 2 of the printed circuit board, this shunt 30 being mounted on the first surface 2a of the portion 2 of the printed circuit board while the bus bar 6 is mounted on the second surface 2b of this portion 2 of the printed circuit board. The end 17 of the bus bar 6 and each end 14 of an electrically conductive track 3 are connected together and this common end is connected to the shunt 30 to allow electrical connection to other components carried by the circuit board printed. The shunt 30 spans, for example, the first electrically conductive track 3 of the portion of the printed circuit board.

On constate sur la figure 1 que les pistes électriquement conductrices 3 et la barre-bus 6 sont superposées, ayant la même forme. L'extrémité 16 de cette barre-bus est électriquement connectée à chaque extrémité 13 des pistes électriquement conductrices 3 et l'extrémité 17 de cette barre-bus est électriquement connectée à chaque extrémité 14 de ces pistes électriquement conductrices. Ces pistes électriquement conductrices 3 et la barre-bus 6 sont ainsi montées en parallèle dans l'exemple considéré. Comme on le verra par la suite, la situation est particulière entre la barre-bus 6 et la deuxième piste électriquement conductrice 3, ces dernières présentant encore plusieurs connexions électriques intermédiaires entre elles, entre leurs extrémités.We see on the figure 1 that the electrically conductive tracks 3 and the bus bar 6 are superimposed, having the same shape. The end 16 of this bus bar is electrically connected to each end 13 of the electrically conductive tracks 3 and the end 17 of this bus bar is electrically connected to each end 14 of these electrically conductive tracks. These electrically conductive tracks 3 and the bus bar 6 are thus mounted in parallel in the example considered. As will be seen below, the situation is particular between the bus bar 6 and the second electrically conductive track 3, the latter still having several intermediate electrical connections between them, between their ends.

La barre-bus 6 est positionnée par rapport aux pistes électriquement conductrices 3 de manière à ce que les pistes électriquement conductrices 3 et la barre-bus 6 définissent ensemble un élément électriquement conducteur dont la coopération avec la structure 4 définit ici une inductance.The bus bar 6 is positioned relative to the electrically conductive tracks 3 so that the electrically conductive tracks 3 and the bus bar 6 together define an electrically conductive element whose cooperation with the structure 4 here defines an inductance.

La barre-bus 6 est dans l'exemple considéré fixée par brasure sur la deuxième surface 2b de la portion 2 de carte de circuit imprimé 2, comme cela va être maintenant décrit. Cette barre-bus 6 présente alors plusieurs points de contact électrique, encore appelées « fixations », avec la deuxième piste électriquement conductrice 3 en regard de laquelle elle se trouve, définissant ainsi des connexions électriques additionnelles avec cette piste. Ces fixations sont dans l'exemple considéré disposées entre les tronçons successifs de la barre-bus 6.The bus bar 6 is in the example considered fixed by soldering on the second surface 2b of the portion 2 of the printed circuit board 2, as will now be described. This bus bar 6 then has several electrical contact points, also called “fixings”, with the second electrically conductive track 3 opposite which it is located, thus defining additional electrical connections with this track. These fasteners are in the example considered arranged between the successive sections of the bus bar 6.

Pour réaliser le composant 1, on procède par exemple comme suit :

  • on dispose la première partie de la structure 4 en matériau magnétiquement conducteur sur la première surface 2a de la portion de carte de circuit imprimé, de la colle 21 se présentant sous forme de bandes étant ici interposée entre cette première surface 2a et cette première partie de la structure 4,
  • on dispose le shunt 30 sur cette première surface 2a, de la pâte à braser étant alors interposée entre cette première surface 2a et ce shunt 30,
  • on dispose l'ensemble obtenu dans un four de refusion,
  • on retourne après cuisson la portion 2 de carte de circuit imprimé et on dispose la deuxième partie de la structure 4 en matériau magnétiquement conducteur sur la deuxième surface 2b de la portion 2 de carte de circuit imprimé, des bandes de colle 21 étant interposées entre cette deuxième surface et cette deuxième partie de la structure,
  • on dispose la barre-bus 6 sur cette deuxième surface 2b de la portion 2 de carte de circuit, de la pâte à braser étant alors interposée sous forme de plots 20 entre cette deuxième surface 2b et la barre-bus 6, et
  • on dispose l'ensemble obtenu dans un four de refusion.
To produce component 1, the following procedure is carried out, for example:
  • the first part of the structure 4 of magnetically conductive material is placed on the first surface 2a of the printed circuit board portion, glue 21 in the form of strips being here interposed between this first surface 2a and this first part of structure 4,
  • the shunt 30 is placed on this first surface 2a, the solder paste then being interposed between this first surface 2a and this shunt 30,
  • the assembly obtained is placed in a reflow oven,
  • the portion 2 of the printed circuit board is turned over after baking and the second part of the structure 4 made of a magnetically conductive material is placed on the second surface 2b of the portion 2 of printed circuit board, strips of adhesive 21 being interposed between this second surface and this second part of the structure,
  • the bus bar 6 is placed on this second surface 2b of the portion 2 of the circuit board, the solder paste then being interposed in the form of pads 20 between this second surface 2b and the bus bar 6, and
  • the assembly obtained is placed in a reflow oven.

La pâte à brasure peut être déposée par sérigraphie. La colle peut être polymérisée dans le four ou lors d'un traitement préalable.The solder paste can be deposited by screen printing. The glue can be polymerized in the oven or during a pre-treatment.

On obtient ainsi le premier composant 1 selon la figure 2. Ce premier composant 1 forme par exemple une bobine de lissage de courant qui peut être utilisée dans le circuit électrique précité.The first component 1 is thus obtained according to the figure 2 . This first component 1 forms, for example, a current smoothing coil which can be used in the aforementioned electrical circuit.

On va maintenant décrire en référence à la figure 3 un autre exemple auquel s'applique l'invention. Selon cet autre exemple, le deuxième composant 1 comprend deux structures 4 en matériau magnétiquement conducteur. Chacune de ces structures 4 est assemblée sur la portion 2 de carte de circuit imprimé, chacune de ces structures pouvant ou non s'étendre de part et d'autre de cette portion 2 de carte de circuit imprimé.We will now describe with reference to figure 3 another example to which the invention applies. According to this other example, the second component 1 comprises two structures 4 made of a magnetically conductive material. Each of these structures 4 is assembled on the portion 2 of the printed circuit board, each of these structures may or may not extend on either side of this portion 2 of the printed circuit board.

Similairement à ce qui a été décrit en référence aux figures 1 et 2, la barre-bus 6 est fixée sur la portion 2 de carte de circuit imprimé et elle est disposée par rapport aux pistes électriquement conductrice de cette portion de carte qui ne sont pas visibles sur cette figure 3, de manière à former un élément électriquement conducteur. Cet élément électriquement conducteur coopère avec chaque structure 4 de manière à former, pour chaque coopération, une inductance qui est ici une bobine de filtrage CEM. Dans l'exemple de la figure 3, ces deux bobines de filtrage CEM sont montées en série et la portion de carte de circuit imprimé 2 porte deux condensateurs 25. Chacun de ces condensateurs 25 est associé à une des bobines de filtrage de manière à former avec cette bobine un filtre LC.Similar to what has been described with reference to figures 1 and 2 , the bus bar 6 is fixed on the portion 2 of the printed circuit board and it is disposed with respect to the electrically conductive tracks of this portion of the card which are not visible on this figure 3 , so as to form an electrically conductive element. This electrically conductive element cooperates with each structure 4 so as to form, for each cooperation, an inductance which is here an EMC filter coil. In the example of figure 3 , these two CEM filter coils are mounted in series and the printed circuit board portion 2 carries two capacitors 25. Each of these capacitors 25 is associated with one of the filter coils so as to form with this coil an LC filter.

On va maintenir en référence aux figures 4 à 10 différents exemples de barre-bus 6 en tronçons selon l'invention. La barre-bus a ici une forme de ruban, ayant par exemple une longueur supérieure à 5 cm, une largeur de l'ordre de 1 cm, et une épaisseur de l'ordre de 1 mm.We will maintain with reference to figures 4 to 10 various examples of busbar 6 in sections according to the invention. The bus bar here has the shape of a ribbon, for example having a length greater than 5 cm, a width of the order of 1 cm, and a thickness of the order of 1 mm.

Chaque tronçon 30 s'étend entre une première face 31 qui est destinée à venir en regard d'un autre tronçon 30 de la barre-bus, et une deuxième face 32qui est destinée à venir en regard d'un autre tronçon de la barre-bus.Each section 30 extends between a first face 31 which is intended to face another section 30 of the bus bar, and a second face 32 which is intended to face another section of the bar. bus.

Selon les premier et deuxième exemples, qui vont être décrits en référence aux figures 4 et 5, chaque tronçon 30 constituant la barre-bus présente la même forme. Chaque tronçon présente ainsi en vue de dessus une forme de quadrilatère.According to the first and second examples, which will be described with reference to figures 4 and 5 , each section 30 constituting the bus bar has the same shape. Each section thus has, in top view, the shape of a quadrilateral.

Dans l'exemple de la figure 4, chaque tronçon 30 a une forme de rectangle, et chacune de la première face 31 et de la deuxième face 32 a pour normale la direction D de propagation du courant dans ce tronçon 30. La barre-bus 6 s'étend dans l'exemple de la figure 4 de façon rectiligne sur toute sa longueur.In the example of figure 4 , each section 30 has the shape of a rectangle, and each of the first face 31 and of the second face 32 has as normal the direction D of propagation of the current in this section 30. The bus bar 6 extends in the example of figure 4 rectilinear over its entire length.

Dans l'exemple de la figure 5, chaque tronçon a une forme de parallélogramme, et chacune de la première face 31 et de la deuxième face 32 n'a pas pour normale la direction D de propagation du courant dans ce tronçon 30. On constate sur la figure 5 que la première face 31 et la deuxième face 32 sont ici parallèles et s'étendent de biais par rapport à la direction D. Les différents tronçons 30 sont, dans l'exemple de la figure 5, agencés de manière à ce que la barre-bus ne s'étende pas de façon rectiligne. Cette barre-bus 6 peut ainsi définir plusieurs virages.In the example of figure 5 , each section has the shape of a parallelogram, and each of the first face 31 and of the second face 32 does not have the direction D of propagation of the current in this section 30 as normal. figure 5 that the first face 31 and the second face 32 are here parallel and extend at an angle with respect to the direction D. The various sections 30 are, in the example of the figure 5 , arranged so that the bus bar does not extend in a rectilinear fashion. This bus bar 6 can thus define several bends.

L'exemple de la figure 6 diffère des exemples précédents par le fait que la barre-bus comprend des tronçons de forme différente. Certains tronçons 30 ont toujours une forme de quadrilatère, par exemple de parallélogramme, tandis que d'autre tronçons ont une autre forme, par exemple triangulaire ou polygonale qui soit autre qu'un triangle ou un quadrilatère, par exemple un pentagone. On peut ainsi complexifier encore la géométrie globale de la barre-bus 6.The example of figure 6 differs from the previous examples in that the bus bar comprises sections of different shape. Certain sections 30 always have the shape of a quadrilateral, for example a parallelogram, while other sections have another shape, for example triangular or polygonal, which is other than a triangle or a quadrilateral, for example a pentagon. The overall geometry of the bus bar 6 can thus be further complicated.

Dans l'exemple décrit en référence à la figure 7, les tronçons 30 sont tous de même forme mais ils présentent une géométrie différente entre leur première face 31 et leur deuxième face 32. On constate qu'aucune de ces dernières n'est plane. Au contraire, ces faces sont cylindriques. La première face 31 d'un tronçon 30 définit ici une surface convexe tandis que la deuxième face 32 de ce tronçon définit une surface concave. La forme de la première face 31 est ici la même que celle de la deuxième face 32. Ces formes peuvent définir une sorte de liaison pivot entre deux tronçons consécutifs 30, permettant un grand choix d'angle d'inclinaisons entre ces deux tronçons.In the example described with reference to figure 7 , the sections 30 are all of the same shape but they have a different geometry between their first face 31 and their second face 32. It is noted that none of the latter is flat. On the contrary, these faces are cylindrical. The first face 31 of a section 30 here defines a convex surface while the second face 32 of this section defines a concave surface. The shape of the first face 31 is here the same as that of the second face 32. These shapes can define a kind of pivot connection between two consecutive sections 30, allowing a wide choice of angle of inclination between these two sections.

L'exemple de la figure 8 fournit un autre exemple de barre-bus 6 s'étendant de façon non rectiligne. Dans cet exemple, des tronçons 30 de différentes formes existent, certains tronçons 30a ayant la même forme que dans l'exemple de la figure 7 et d'autre tronçons 30b ayant une forme différente. On constate par exemple qu'un tronçon 30b présente une première face 31 et une deuxième face 32 de forme cylindrique, et que les tronçons 30a directement adjacents à ce tronçon 30b sont positionnés de manière inversée l'un par rapport à l'autre. En effet, le tronçon 30a en aval du tronçon 30b dans le sens de propagation S du courant présente une première face 31 qui définit une surface convexe et une deuxième face 32 qui définit une surface concave, tandis que le tronçon 30a en aval du tronçon 30b dans le sens de propagation du courant présente une première face qui définit une surface concave et une deuxième face 32 qui définit une surface convexe.The example of figure 8 provides another example of a non-rectilinear extending busbar 6. In this example, sections 30 of different shapes exist, some sections 30a having the same shape as in the example of figure 7 and other sections 30b having a different shape. It can be seen, for example, that a section 30b has a first face 31 and a second face 32 of cylindrical shape, and that the sections 30a directly adjacent to this section 30b are positioned in an inverted manner with respect to each other. Indeed, the section 30a downstream of the section 30b in the direction of propagation S of the current has a first face 31 which defines a convex surface and a second face 32 which defines a concave surface, while the section 30a downstream of the section 30b in the direction of current propagation has a first face which defines a concave surface and a second face 32 which defines a convex surface.

Dans tous les exemples qui viennent d'être décrits, les tronçons 30 sont disposés les uns à la suite des autres, de manière à ne pas définir d'embranchement.In all the examples which have just been described, the sections 30 are arranged one after the other, so as not to define a branch.

L'invention n'y est cependant pas limitée. Dans l'exemple de la figure 8 par exemple, les surfaces cylindriques du tronçon 30b qui apparaissent libres pourraient être associés à un tronçon 30a de manière à définir une autre branche pour le courant.The invention is not however limited thereto. In the example of figure 8 for example, the cylindrical surfaces of section 30b which appear free could be associated with a section 30a so as to define another branch for the current.

Les exemples de la figure 9 et de la figure 10 montrent des barre-bus 6 avec des tronçons disposés de manière à définir un embranchement.The examples of figure 9 and some figure 10 show bus bars 6 with sections arranged so as to define a branch.

Dans l'exemple de la figure 9, tous les tronçons 30 ont la même forme avec des première et deuxième face incurvées. Chaque première face 31 définit une surface concave tandis que chaque deuxième face 32 définit une surface convexe. On constate que deux tronçons 30 sont inclinés par rapport au tronçon 30 immédiatement précédent de manière à ce que la surface convexe définie par la deuxième face 32 de ce tronçon immédiatement précédent coopère avec la première face 31 de deux tronçons distincts. Un embranchement est ici créé sans nécessité d'avoir une forme spécifique de tronçon pour réaliser l'embranchement.In the example of figure 9 , all the sections 30 have the same shape with first and second curved faces. Each first face 31 defines a concave surface while each second face 32 defines a convex surface. It can be seen that two sections 30 are inclined relative to the immediately preceding section 30 so that the convex surface defined by the second face 32 of this immediately preceding section cooperates with the first face 31 of two separate sections. A branch is created here without the need to have a specific shape of section to achieve the branch.

Dans l'exemple de la figure 10, la création d'un embranchement à trois branches dans la barre-bus est obtenue en utilisant des tronçons de forme différente. La barre-bus 6 comprend des tronçons 30a de même forme, ayant des première face 31 et deuxième face 32 de même forme, ici en ligne brisée. Un tronçon 30b présente ici une forme différente, ayant une première face 31 en forme de ligne brisée et trois deuxièmes faces 32, toutes en forme de ligne brisée. On constate sur la figure 10 que les tronçons 30a en amont du tronçon 30b dans le sens de propagation S du courant dans la barre-bus 6 sont positionnés de manière inversée par rapport aux tronçons 30a qui sont en aval du tronçon 30b. En effet, alors que la deuxième face 32 et la première face d'un tronçon 30a en aval du tronçon 30b définissent respectivement une surface convexe et une surface concave, la deuxième face 32 et la première face 31 d'un tronçon 30a en aval du tronçon 30b définissent respectivement une surface concave et une surface convexe.In the example of figure 10 , the creation of a branch with three branches in the bus bar is obtained by using sections of different shape. The bus bar 6 comprises sections 30a of the same shape, having first face 31 and second face 32 of the same shape, here in a broken line. A section 30b here has a different shape, having a first face 31 in the form of a broken line and three second faces 32, all in the form of a broken line. We see on the figure 10 that the sections 30a upstream of the section 30b in the direction of propagation S of the current in the bus bar 6 are positioned in an inverted manner with respect to the sections 30a which are downstream of the section 30b. Indeed, while the second face 32 and the first face of a section 30a downstream of the section 30b respectively define a convex surface and a concave surface, the second face 32 and the first face 31 of a section 30a downstream of the section 30b respectively define a concave surface and a convex surface.

L'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits.The invention is not limited to the examples which have just been described.

L'invention peut par exemple être utilisée pour réaliser en tout ou partie un transformateur. On réalise par exemple un enroulement secondaire à fort courant d'un transformateur avec la combinaison d'une barre-bus et d'une ou plusieurs pistes électriquement conductrice d'une portion d'une carte de circuit imprimé selon l'invention, tandis que l'enroulement primaire à plus faible courant de ce transformateur est réalisé à l'aide d'autres pistes électriquement conductrices, ces dernières appartenant ou non à cette même portion de carte de circuit imprimé et cet enroulement primaire étant réalisé sans ajout d'une barre-bus.The invention can for example be used to make all or part of a transformer. For example, a high-current secondary winding of a transformer is produced with the combination of a bus bar and one or more electrically conductive tracks of a portion of a printed circuit board according to the invention, while the lower current primary winding of this transformer is produced using other electrically conductive tracks, the latter belonging or not to this same portion of the printed circuit board and this primary winding being produced without adding a bar -bus.

Dans des variantes non décrites, plusieurs barres-bus 6 peuvent être fixées sur la portion 2 de carte de circuit imprimé, ces barres-bus 6 étant empilées les unes sur les autres avec à chaque fois interposition d'un isolant électrique. L'élément électriquement conducteur est alors formé par : les pistes électriquement conductrices de la portion 2 de carte de circuit imprimé, et les barres bus 6 empilées.In variants not described, several bus bars 6 can be fixed on the portion 2 of the printed circuit board, these bus bars 6 being stacked one on top of the other with each time the interposition of an electrical insulator. The electrically conductive element is then formed by: the electrically conductive tracks of the printed circuit board portion 2, and the stacked bus bars 6.

Claims (13)

Composant (1) formant au moins une inductance, le composant comprenant : - au moins une structure (4) en un matériau magnétiquement conducteur, - une portion (2) de carte de circuit imprimé assemblée avec la structure (4) et contenant au moins une piste électriquement conductrice (3), et - au moins une barre-bus (6) fixée sur la portion (2) de carte de circuit imprimé,
la barre-bus (6) et la piste électriquement conductrice (3) de la portion (2) de carte de circuit imprimé étant disposées l'une par rapport à l'autre et directement connectées de manière à former un élément électriquement conducteur coopérant avec la structure (4) en matériau magnétiquement conducteur pour former l'inductance,
la barre-bus étant formée par au moins deux tronçons (30 ; 30a, 30b) successivement empruntés par du courant circulant dans cette barre-bus (6). Component (1) forming at least one inductor, the component comprising: - at least one structure (4) made of a magnetically conductive material, - a portion (2) of a printed circuit board assembled with the structure (4) and containing at least one electrically conductive track (3), and - at least one bus bar (6) fixed to the portion (2) of the printed circuit board,
the bus bar (6) and the electrically conductive track (3) of the portion (2) of the printed circuit board being arranged with respect to each other and directly connected so as to form an electrically conductive element cooperating with the structure (4) of magnetically conductive material to form the inductance,
the bus bar being formed by at least two sections (30; 30a, 30b) successively taken by the current flowing in this bus bar (6). Composant selon la revendication 1, chaque tronçon (30) de la barre-bus ayant la même forme.Component according to Claim 1, each section (30) of the bus bar having the same shape. Composant selon la revendication 1, les tronçons (30a, 30b) de la barre-bus ayant des formes différentes.Component according to Claim 1, the sections (30a, 30b) of the bus bar having different shapes. Composant selon l'une quelconque des revendications précédentes, chaque tronçon (30 ; 30a, 30b) de la barre-bus (6) s'étendant entre une première face (31) et une deuxième face (32), la première face (31) d'un tronçon étant apte à être positionnée en regard de la deuxième face (32) d'un autre tronçon et la deuxième face (32) du tronçon étant apte à être positionnée en regard de la première face (31) d'encore un autre tronçon pour assurer le passage du courant d'un tronçon à l'autre, et l'une et/ou l'autre de la première (31) et de la deuxième face (32) ayant pour normale la direction de propagation (D) du courant dans ledit tronçon (30 ; 30a, 30b).Component according to any one of the preceding claims, each section (30; 30a, 30b) of the bus bar (6) extending between a first face (31) and a second face (32), the first face (31) ) of a section being able to be positioned facing the second face (32) of another section and the second face (32) of the section being able to be positioned facing the first face (31) again another section to ensure the passage of current from one section to another, and one and / or the other of the first (31) and of the second face (32) having the direction of propagation ( D) current in said section (30; 30a, 30b). Composant selon l'une quelconque des revendications précédentes, chaque tronçon (30 ; 30a, 30b) de la barre-bus s'étendant entre une première face (31) et une deuxième face (32), la première face (31) d'un tronçon étant apte à être positionnée en regard de la deuxième face (32) d'un autre tronçon et la deuxième face (32) du tronçon étant apte à être positionnée en regard de la première face (31) d'encore un autre tronçon pour assurer le passage du courant d'un tronçon à l'autre, et l'une et/ou l'autre de la première et de la deuxième face n'ayant pas pour normale la direction de propagation (D) du courant dans ledit tronçon (30 ; 30a, 30b).Component according to any one of the preceding claims, each section (30; 30a, 30b) of the bus bar extending between a first face (31) and a second face (32), the first face (31) of a section being able to be positioned facing the second face (32) of another section and the second face (32) of the section being able to be positioned facing the first face (31) of yet another section to ensure the passage of the current from one section to the other, and one and / or the other of the first and of the second face not having as normal the direction of propagation (D) of the current in said section (30; 30a, 30b). Composant selon la revendication 5, la première face (31) et/ou la deuxième face (32) du tronçon (30 ; 30a, 30b) étant plane.Component according to Claim 5, the first face (31) and / or the second face (32) of the section (30; 30a, 30b) being planar. Composant selon la revendication 5, la première face (31) et/ou la deuxième face (32) du tronçon (30 ; 30a, 30b) n'étant pas plane, étant notamment incurvée telle que cylindrique, ou étant formée par des plans sécants.Component according to Claim 5, the first face (31) and / or the second face (32) of the section (30; 30a, 30b) not being planar, being in particular curved such as cylindrical, or being formed by intersecting planes . Composant selon l'une quelconque des revendications précédentes, les tronçons (30 ; 30a, 30b) étant agencés de manière à ce que la barre-bus (6) s'étende de façon rectiligne sur toute sa longueur.Component according to any one of the preceding claims, the sections (30; 30a, 30b) being arranged so that the bus bar (6) extends rectilinearly over its entire length. Composant selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, les tronçons (30 ; 30a, 30b) étant agencés de manière à ce que la barre-bus (6) ne s'étende pas de façon rectiligne sur toute sa longueur.Component according to any one of claims 1 to 7, the sections (30; 30a, 30b) being arranged so that the bus bar (6) does not extend rectilinearly over its entire length. Composant selon l'une quelconque des revendications précédentes, les tronçons (30 ; 30a, 30b) étant disposés les uns à la suite des autres, sans définir d'embranchement.Component according to any one of the preceding claims, the sections (30; 30a, 30b) being arranged one after the other, without defining a branch. Composant selon l'une quelconque des revendications précédentes, les tronçons (30 ; 30a, 30b) étant disposés de manière à définir au moins un embranchement, notamment à deux ou trois branches.Component according to any one of the preceding claims, the sections (30; 30a, 30b) being arranged so as to define at least one branch, in particular with two or three branches. Composant selon l'une quelconque des revendications précédentes, la barre-bus (6) et la piste électriquement conductrice (3) de la portion de carte de circuit imprimé (2) étant connectées électriquement l'une à l'autre via une ou plusieurs fixations permettant à du courant circulant dans un tronçon (30) de la barre-bus (6) de circuler dans le tronçon (30) suivant.Component according to any one of the preceding claims, the bus bar (6) and the electrically conductive track (3) of the printed circuit board portion (2) being electrically connected to each other via one or more fasteners allowing current flowing in a section (30) of the bus bar (6) to flow in the next section (30). Convertisseur de tension, notamment convertisseur de tension continue/continue, notamment convertisseur de tension continue 12V/48V, comprenant un composant selon l'une quelconque des revendications précédentesVoltage converter, in particular DC / DC voltage converter, in particular 12V / 48V DC voltage converter, comprising a component according to any one of the preceding claims
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