EP4643357A1 - Bobine électromagnétique comprenant une première plaque et une pluralité de pistes conductrices - Google Patents

Bobine électromagnétique comprenant une première plaque et une pluralité de pistes conductrices

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EP4643357A1
EP4643357A1 EP23840742.3A EP23840742A EP4643357A1 EP 4643357 A1 EP4643357 A1 EP 4643357A1 EP 23840742 A EP23840742 A EP 23840742A EP 4643357 A1 EP4643357 A1 EP 4643357A1
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EP
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plate
conductive
coil
arc
strand
Prior art date
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Pending
Application number
EP23840742.3A
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German (de)
English (en)
Inventor
Christophe Taurand
Frédéric PELLETIER
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Thales SA
Original Assignee
Thales SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Thales SA filed Critical Thales SA
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Pending legal-status Critical Current

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    • H01F17/0006—Printed inductances
    • H01F17/0013—Printed inductances with stacked layers
    • G—PHYSICS
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    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
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    • G06F30/39—Circuit design at the physical level
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    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
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    • H01F27/2804—Printed windings
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
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    • H01F27/2804—Printed windings
    • H01F2027/2809—Printed windings on stacked layers

Definitions

  • TITLE Electromagnetic coil comprising a first plate and a plurality of conductive tracks
  • the present invention relates to an electromagnetic coil.
  • the present invention relates to the field of electromagnetic coils in printed circuits. More specifically, the present invention relates to electromagnetic coils intended for use in very high frequency systems.
  • “Very high frequencies” means signals whose frequency is between 100 kHz and 10 MHz, preferably between 100 kHz and 600 kHz.
  • An electromagnetic coil is a primarily inductive electrical device. However, it is known per se that when the frequency of the current circulating in a coil increases, said coil then also has a resistive effect on the current. This effect can be modeled by a resistor in series with a perfectly inductive coil. This effect is then a source of power loss in the circuit.
  • Said resistor has a resistance whose value varies depending on the frequency. This evolution is characterized in two parts. In a first part corresponding to frequencies below a critical frequency, the resistance at a low value, called continuous resistance to characterize the fact that it is the low frequency resistance. In a second part corresponding to frequencies higher than the critical frequency, the resistance changes substantially linearly with the frequency.
  • the invention relates to an electromagnetic coil comprising a first plate defining a first central orifice, the first plate comprising a plurality of ordered conductive tracks winding around the first central orifice, each track defining an internal end and a external end, the internal end of each track being closer to the first central orifice than the external end, the first plate comprising a plurality of contiguous elementary patterns around the first central orifice, each conductive track extending over at least two patterns contiguous elementary elements and forming on each of said contiguous elementary patterns a conductive strand, the coil being characterized in that each conductive strand comprises corrugations in a plane of the first plate.
  • the electromagnetic coil according to the invention comprises one or more of the following characteristics, taken in isolation or in all technically feasible combinations:
  • the coil comprises at least a second plate comprising a second central orifice, the second plate being arranged opposite the first plate and spaced from it in a transverse direction perpendicular to each of the plates, the second plate comprising a plurality of tracks respective conductive conductors, ordered and winding around the second central orifice, each conductive track of the second plate defining a respective internal end and an external end, the coil further comprising, for each end of each conductive track of the first plate, a conductive column extending in the transverse direction connecting said end to one end of a respective conductive track of the second plate;
  • each plate comprises, between each pair of successive conductive tracks, an insulating strip whose width is constant and predefined; each conductive strand is formed of at least two conductive paths spaced from one another by an insulating path of the same width as the insulating strips; each conductive track of a respective plate is substantially aligned in the transverse direction with an insulating strip of the other plate; - each conductive track of the first plate is substantially aligned in the transverse direction with a corresponding conductive track of the second plate; and each conductive strand is formed from a plurality of circular arcs;
  • the first central orifice has a circular geometry, the conductive tracks of the first plate being identical to each other within one rotation around a center of the first central orifice of the first plate.
  • the invention also relates to a method for designing such an electromagnetic coil, the method being implemented by an electronic design device and comprising the following steps: receiving dimensions of the first central orifice, a number of tracks conductive on the first plate, a track width and a width of an insulating strip between two conductive tracks, generation of at least one elementary pattern from the dimensions, the number of conductive tracks on the first plate, of the track width and the width of an insulating strip between two tracks, received,
  • the invention also relates to a computer program product comprising software instructions which, when executed by a computer, implement such a design method.
  • FIG. 1 Figure 1 is a schematic representation of an electromagnetic coil according to a first embodiment of the invention
  • Figure 2 is a schematic representation of the coil along a section plane perpendicular to a transverse direction
  • Figure 3 is a detailed view of two elementary patterns of the electromagnetic coil according to the first embodiment of the invention.
  • Figure 4 is a detailed view of two superimposed elementary patterns of an electromagnetic coil according to an alternative embodiment of the first embodiment
  • FIG. 5 Figure 5 is a schematic representation of an electromagnetic coil according to a second embodiment of the invention
  • Figure 6 is a detailed view of an elementary pattern of a first plate of an electromagnetic coil according to the second embodiment of the invention
  • FIG. 7 is a detailed view of an elementary pattern of a second plate of an electromagnetic coil according to the second embodiment of the invention.
  • FIG. 8 Figure 8 is a detailed view of an elementary pattern of an electromagnetic coil according to an alternative embodiment of the second embodiment.
  • FIG. 9 is a schematic representation of a first plate of an electromagnetic coil according to a third embodiment of the invention.
  • Figure 1 represents an electromagnetic coil 10, also called coil 10, according to a first embodiment of the invention.
  • the coil 10 comprises a first plate 15A and preferably a second plate 15B spaced from the first plate 15A by a layer of insulation 16.
  • Figure 2 represents a sectional view of Figure 1 along a plane perpendicular to a transverse direction T and between the two plates 15A, 15B.
  • the coil 10 preferably comprises two connection vias 20, also called external vias 20, each connecting the first 15A and the second 15B plates.
  • the coil 10 comprises a central core (not shown), for example made of ferromagnetic material.
  • the central core is housed in a central orifice 25A of the first plate 15A.
  • the central core is also housed in a central orifice 25B of the second plate 15B.
  • the coil 10 further comprises a plurality of columns 22, also called internal vias 22, connecting the first plate 15A and the second plate 15B.
  • the first plate 15A is circular.
  • the first plate 15A is a disk comprising the first central orifice 25A.
  • the first plate 15A therefore has the shape of a ring.
  • the first plate 15A comprises a plurality of conductive tracks 28A, ordered winding around the first central orifice 25A.
  • Each track 28A defines an internal end 30A and an external end 35A.
  • the inner end 30A of each track 28A is closer to the first central orifice 25A than the outer end 35A.
  • each conductive track 28A winds around the first orifice 20A in a first direction of rotation. In other words, each conductive track 28A extends, from its outer end 35A, towards its inner end 30A in the first direction of rotation.
  • the first direction of rotation is for example clockwise or counterclockwise.
  • each track 28A comprises, at each end 30A, 35A, a respective conductive pad 36A.
  • the first plate 15A advantageously comprises, between each pair of successive conductive tracks 28A, an insulating strip 37A.
  • the plate is preferably, with the exception of the conductive tracks 28A, made of an insulating material forming the insulating strips 37A.
  • the insulating material is for example epoxy.
  • each insulating strip 37A is for example constant at every point of said strip 37A, and preferably predefined. This width is preferably identical for each insulating strip 37A of the first plate 15A. In other words, a distance between two contiguous tracks 28A is constant at every point of the first plate 15A.
  • the distance between two conductive tracks 28A is defined as being, for a point on one of the two conductive tracks 28A, the length of the shortest segment connecting this point, and a point on the second conductive track 28A. By definition, this segment is perpendicular to each of the two conductive tracks 28A.
  • the conductive tracks 28A of the first plate 15A are preferably identical to each other except for one rotation around a center of the first central orifice 25A of the first plate 15A.
  • the first plate 15A comprises a plurality of contiguous elementary patterns 40A around the first central orifice 25A.
  • Each elementary pattern 40A preferably has the shape of an angular portion of a ring.
  • Each conductive track 28A extends over at least two contiguous elementary patterns 40A and forms, on each of said contiguous elementary patterns 40A, a conductive strand 45A, 46A, 47A.
  • the first plate 15A comprises as many elementary patterns 40A as conductive tracks 28A.
  • Each conductive track 28A is formed by the conductive strands 45A, 46A, 47A of at least two juxtaposed elementary patterns 40A.
  • each elementary pattern 40A comprises a number of conductive strands 45A, 46A, 47A, equal to the number of elementary patterns 40A necessary to form a conductive track 28A. Said number is preferably an odd number.
  • said second plate 15B is arranged opposite the first plate 15A and spaced from it in a transverse direction T perpendicular to each of the plates 15A, 15B.
  • the second plate 15B is substantially similar to the first plate 15A.
  • the second plate 15B is circular and includes a second central orifice 20B.
  • the first 20A and second 20B central orifices face each other in the transverse direction T.
  • the second plate 15B further comprises a plurality of respective ordered conductive tracks 25B winding around the second central orifice 25B.
  • Each conductive track 28B of the second plate 15B further comprises respective internal 30B and external 35B ends and a respective conductive pad 36B for each end 30B, 35B.
  • the second plate 15B comprises insulating strips 37B and contiguous elementary patterns 40B comprising conductive strands 45B, 46B, 47B forming the conductive tracks 25B when said patterns are juxtaposed.
  • Each elementary pattern 40A of the first plate 15A faces an elementary pattern 40B of the second plate 15B.
  • each conductive pad 36A of the first plate 15A faces a respective conductive pad 36B of the second plate 15B.
  • Each column 22 joins a respective pellet 36A of the first plate 15A and a respective pellet 36B of the second plate 15B, preferably two pellets 36A, 36B facing each other.
  • a difference between the first plate 15A and the second plate 15B is that the conductive tracks 28B of the second plate 15B wind around the second central orifice 15B in a second direction of rotation opposite to the first direction of rotation.
  • Figure 3 represents a view from below of two superimposed patterns 40A, 40B of the coil 10 according to a first embodiment.
  • the strands 45A, 46A, 47A are radially ordered relative to the first central orifice 25A.
  • the plurality of conductive strands 45A, 46A, 47A comprises an internal strand 45A, an external strand 47A and optionally one or more intermediate strands 46A.
  • the internal strand 45A is closest to the first central orifice 25A.
  • the outer strand 47A is furthest from the first central orifice 25A.
  • the intermediate strand(s) 46A are radially ordered between the internal 45A and external 47A strands.
  • Each conductive strand 45A, 46A, 47A includes corrugations in a plane of the first plate 20A.
  • each conductive strand 45A, 46A, 47A presents, in its layout on the first plate 20A, undulations.
  • each conductive strand 45A, 46A, 47A is formed of a plurality of end-to-end circular arcs, around distinct points so that each strand 45A, 46A, 47A does not form any break.
  • each conductive strand 45A, 46A, 47A is derivable at least once at any point of the elementary pattern 40A, and preferably an infinite number of times.
  • each elementary unit 40A, 40B comprises an internal strand 45A, an external strand 47A and three intermediate strands 46A.
  • the elementary pattern 40A further comprises an internal dead zone 48A and an external dead zone 49A.
  • an arc of a circle of a first type of orientation also called “internally oriented arc of a circle” or “internally oriented arc” as being an arc of a circle around a center located between said arc and a center of the plate 15A, 15B associated with said arc, i.e. a middle of the corresponding central orifice 25A, 25B.
  • an “arc of a circle of a second type of orientation”, also called “arc of a circle oriented externally”, or “arc oriented externally” as being an arc of circle around a center of which one location is such that said arc is located between the center of the plate 15A, 15B and said center.
  • each intermediate strand 46A is formed, from top to bottom on the right part of Figure 3: of a first internally oriented arc A1A defined around a first center, of a second arc Externally oriented A2A defined around a second center, a third internally oriented A3A arc defined around a third center, a fourth externally oriented A4A arc defined around a fourth center, and a fifth A5A arc internally oriented defined around a fifth center.
  • the first, second, third, fourth and fifth centers are the same for each intermediate strand 46A.
  • the portions of each intermediate strand 46A forming each arc A1A, A2A, A3A, A4A, A5A are concentric.
  • the angular movement of said arc is identical for each of the intermediate strands 46A.
  • the length of said arc A1 A, A2A, A3A, A4A, A5A in a chosen intermediate strand 46A is equal to the product of said angular clearance and the distance of said arc A1 A, A2A, A3A, A4A, A5A to the center from which this arc A1 A, A2A, A3A, A4A, A5A is formed.
  • the internal strand 45A is formed, for its part, from top to bottom on the right part of Figure 3: of a sixth arc of circle A6A oriented externally defined around a sixth center, and of a seventh arc of circle Internally oriented A7A defined around a seventh center.
  • the seventh arc A7A of the internal strand 45A has an angular clearance significantly smaller than that of the third arc of each intermediate strand 46A.
  • the internal strand 45A comprises, at the end of the eighth arc A8A, one of the conductive pads 36A.
  • Said conductive patch 36A is preferably located angularly in the middle of the elementary pattern 40A.
  • the external strand 47A is formed in a manner similar to the intermediate strand(s) 46A with the exception of the fact that it comprises, before its first arc A1 A, a respective conductive pad 36A.
  • the first center and the fifth center are each the center of the first plate 15A, i.e. the center of the first central orifice 25A.
  • each intermediate strand 46A and the external strand 47A define, during their course, a radial sliding.
  • the intermediate strand 46A closest to the first central orifice 25A extends, after said middle, in the extension of the strand internal 45A.
  • the conductive track 28A comprising said intermediate strand 46A also includes the internal strand 45A on the following elementary unit 40A.
  • This sliding order of strands 45A, 46A, 47A makes it possible to wind each conductive track 20A around the first central orifice 25A.
  • the rest of the elementary pattern 40A is filled with insulating material thus forming the insulating strips 37A.
  • a distance between the conductive strands 45A, 46A, 47A is constant at all points of said strands 45A, 46A, 47A thus limiting the risk of short circuit between two strands 45A, 46A, 47A.
  • the internal dead zone 48A is a zone of insulating material between the first central orifice 25A and the internal strand 45A.
  • the external dead zone 49A is a zone of insulating material between the external strand 47A and a radially outer edge of the pattern 40A.
  • Each elementary pattern 40B of the second plate 20B is analogous to the elementary pattern 40A of the first plate 20A previously described by replacing the reference A by the reference B and inverting high and low.
  • the intermediate strands 46A, 46B and external strands 47A, 47B of the two patterns 40A, 40B are substantially aligned as visible on the right part of Figure 3.
  • the arcs A1 B, A2B, A3B, A4B, A5B, A6B, A7B of the pattern 40B of the second plate 15B are not represented for the sake of visibility but are similar to those described previously for the pattern 40A of the first plate 15A by reversing the notions of top and bottom in their description.
  • Figure 3 represents schematic sections of the elementary patterns 40A, 40B at two angular ends of said patterns 40A, 40B.
  • the strands 45A, 46A, 47A corresponding to the elementary pattern 40A of the first plate 20A are represented at the top and the strands 45B, 46B, 47B corresponding to the elementary pattern 40B of the second plate 20B are represented at the top. down.
  • each strand 45B, 46B, 47B is substantially a projection of a strand 45A, 46A, 47A in the transverse direction T.
  • FIG. 3 illustrates the offset between a start and an end of the elementary patterns 40A, 40B.
  • the internal strand 45A has disappeared at the end of the pattern 40A and all the other strands 46A, 47A are shifted by one row closer to the first central orifice 25A.
  • the internal strand 45B appeared at the end of the pattern 40A and all the other strands 46B, 47B are offset by one row further from the second central orifice 25B. This is due to the opposite directions of rotation between the first 15A and second 15B plates.
  • the internal dead zones 48A, 48B of the first 15A and second 15B plates are similar.
  • the external dead zones 49A, 49B of the first 15A and second 15B plates are similar.
  • Figure 4 illustrates a variant embodiment of the first embodiment.
  • each conductive track 28A, 28B of a respective plate 15A, 15B is substantially aligned in the transverse direction T with an insulating strip 37A, 37B of the other plate 15A, 15B.
  • the first plate 15A is similar to the example described previously with reference to Figure 3 with the following differences.
  • the units 40A, 40B respectively comprise an internal strand 45A, 45B, an external strand 47A, 47B and four intermediate strands 46A, 46B. It is clear that, as for the first example of the first embodiment, the number of intermediate strands is for example equal to three or equal to any other value.
  • the elementary pattern 40B of the second plate 15B also presents the distinctions described below, compared to the example described previously.
  • each elementary pattern 40B of the second plate 15B presents, before the first arc of circle A1 B, an initial arc of circle AIB connecting its conductive pad 36B to said first arc A1 B.
  • the arc of circle initial AIB is oriented externally and defined around an initial center preferentially located in the external dead zone 49B not shown.
  • each strand 45A, 46A, 47A of the pattern 40A of the first plate 15A is aligned with an insulating strip 37B of the pattern 40B of the second plate 15B, in the transverse direction T.
  • each strand 45B, 46B, 47B of the pattern 40B of the second plate 15B is aligned with an insulating strip 37A of the pattern 40A of the first plate 15A, in the transverse direction T.
  • this internal strand 40A comprises, in place of the sixth externally oriented arc A6A, an eighth internally oriented arc A8A around an eighth center.
  • the elementary patterns 40A, 40B also present the sliding mechanism of the strands previously described as visible in Figure 4 representing the same sections as those of Figure 3 but with reference to the elementary patterns 40A, 40B according to the variant of realization.
  • FIGS 5, 6, 7, and 8 illustrate a second embodiment of the invention.
  • Figure 5 illustrates coil 1 10.
  • Each conductive strand 145A, 146A, 147A, 145B, 146B, 147B of the first plate 115A, and preferably also of the second plate 115B, comprises two conductive paths 150A, 151 A, 150B, 151 B spaced from one another an insulating path 152A, 152B of the same width as the insulating strips 137A, 137B.
  • each conductive strand 145A, 146A, 147A, 145B, 146B, 147B comprises an internal channel 150A, 150B and an external channel 151 A, 151 B further away from the central orifice 125A, 125B than the internal channel 150A, 150B.
  • Each elementary unit 140A, 140B further comprises an additional channel 153A, 153B further away from the central orifice 125A, 125B than the external channel 151 A, 151 B of the external strand 147A, 147B.
  • Figure 6 represents a first elementary pattern 140A of the first plate 115A of the coil 110 according to the second embodiment, in a so-called non-aligned configuration.
  • each conductive path 150A, 151 A of each elementary pattern 140A of the first plate 15A is substantially aligned with an insulating path 152B, or an insulating strip 137B, of an elementary pattern 140B of the second plate 1 15B.
  • each conductive path 150B, 151 B of each elementary pattern 140B of the second plate 115B is substantially aligned with an insulating path 152A, or an insulating strip 137A, of a respective elementary pattern 140A of the first plate
  • Each path 150A, 151 A, 150B, 151 B of each strand 145A, 146A, 147A, 145B, 146B, 147B is formed of a plurality of circular arcs, some oriented internally and some ) oriented externally forming corrugations.
  • the elementary patterns 140A, 140B represented respectively comprise four conductive strands 145A, 146A, 147A, 145B, 146B, 147B, and therefore nine conductive paths 150A, 151 A, 152A, 150B, 151 B , 152B, 153A, 153B.
  • Each path 150A, 151 A of each intermediate strand 146A is for example formed, from top to bottom in FIG. 6, of a first internally oriented arc A1A defined around a first center, of a second internally oriented arc A2A defined around a second center, a third externally oriented arc A3A defined around a third center, a fourth internally oriented arc A4A defined around a fourth center, and a fifth internally oriented arc A5A defined around a fifth center, a sixth internally oriented arc A6A defined around a sixth center, a seventh externally oriented arc A7A defined around a seventh center, and an eighth internally oriented arc A8A defined around of an eighth center.
  • each channel 150A, 151 A of the intermediate strands 146A Said centers are common to each channel 150A, 151 A of the intermediate strands 146A.
  • the channels 150A, 151 A are, for each arc A1A, A2A, A3A, A4A, A5A, A6A, A7A, A8A, concentric.
  • the angular deflection of said arc is identical for each of the tracks 150A, 151 A.
  • the length of said arc in a track 150A, 151 A is equal to the product of said angular deflection and the distance from said arc to the center from which this arc is formed.
  • the internal path 150A of the external strand 147A comprises an externally oriented ninth arc A9A defined around a ninth center.
  • the internal path 150A of the external strand 147A comprises a tenth internally oriented arc A10A defined around a tenth center.
  • the angular clearance of the tenth arc A10A is significantly lower than the angular clearance of the second arc A2A.
  • the external lane 151 A of the outer strand 147A is identical to the lanes 150A, 151 A of the intermediate strands 146A with the exception of the first A1A and second A2A arcs.
  • the external path 151 A of the external strand 147A does not include the first arc A1 A.
  • the external path 151 A of the external strand 147A comprises a twelfth internally oriented arc A12A defined around a twelfth center.
  • the external channel 151 A of the external strand 147A further comprises, before the twelfth arc A12A, a respective conductive pad 136A.
  • the internal path 150A of the internal strand 145A comprises a thirteenth internally oriented arc A13A defined around a thirteenth center, a fourteenth internally oriented arc A14A defined around a fourteenth center, a fifteenth externally oriented arc A15A defined around a fifteenth center , and a respective constructive patch 136A at the end of the fifteenth arc A15A.
  • the angular clearance of the thirteenth arc A13A is significantly higher than the angular clearance of the second arc A2A.
  • the external path 151 A of the internal strand 145A comprises the first arc A1A, the second arc A2A, the fourteenth arc A14A, the fifteenth arc A15A, a sixteenth arc A16A internally oriented defined around a sixteenth center and a conductive pad 36 respective to the end of the sixteenth arc A16A.
  • the fourteenth A14A, fifteenth A15A and sixteenth A16A arc of the external channel 151 A make it possible to bypass the conductive pad 36A of the internal channel 150A of the internal strand 145A.
  • the angular clearance of the second arc A2A of the external track 151 A of the internal strand 145A is greater than for the intermediate assets 146A.
  • the additional channel 153A extends from the end of the pattern 140A opposite the twelfth arc A12A, and at a distance from the eighth arc A8A of the external channel 151 A of the external strand 147A equal to the width of the insulating strip 137A.
  • the additional channel 153A comprises a single seventeenth arc A17A oriented externally defined around a seventeenth center, and at the end of said arc A17A, a respective pellet 36A.
  • Each elementary pattern 140A of the first plate 15A according to the second embodiment also includes the shift mechanism described previously with reference to the first embodiment.
  • this mechanism is for example applied to all channels 150A, 151 A of the intermediate strands 146A and outer strands 147A.
  • the rest of the pattern 140A is, as in the first embodiment, filled with insulating material forming the insulating strips 137A and the insulating channels 152A.
  • the first center is the center of the first central orifice 125A.
  • the second center is the center of the first central orifice 125A.
  • the fourth center is the center of the pellet 136A associated with the internal pathway 150A of the internal strand 145A.
  • the fifth center is the center of the first central orifice 125A.
  • the sixth center is the middle of a segment connecting the center of the patch 136A associated with the internal path 150A of the internal strand 145A and the center of the patch 136A associated with the external path 151 A of the internal strand 145A.
  • the seventh center is the center of the patch 136A associated with the additional channel 153A.
  • the eighth center is the center of the first central orifice 125A.
  • the ninth center is located in the pellet 136A associated with the external pathway 151 A of the external strand 147A.
  • the tenth center is the center of the first orifice 125A.
  • the twelfth center is the center of the first orifice 125A.
  • the thirteenth center is the center of the first central orifice 125A.
  • the sixteenth center is the center of the pellet 136A associated with the internal pathway 150A of the internal strand 145A.
  • each elementary pattern 140B of the second plate 15B is analogous to the elementary patterns 140A of the first plate 125A by replacing the letter A by the letter B in the numerical references and by reversing the notions of top and bottom.
  • the elementary pattern 140B of the second plate 1 15B includes the differences described below compared to the elementary pattern 140A of the first plate 15A described previously.
  • the angular clearance of the sixth arc A6B is greater than for the intermediate strands 146A of the first plate 15A.
  • the angular clearance of the eighth arc A8B of the tracks 150B, 151 C of the intermediate strands 146B of the second plate 15B is smaller than for the first plate 15A.
  • the external path 151 B of the internal strand 145B comprises the first arc A1 B, the second arc A2B (which is similar to those of the intermediate strands 146B), the third arc A3B, the fourth arc A4B, the sixteenth arc A16B and the pellet 136B connected to the sixteenth arc A16B.
  • the external channel 151 B of the internal strand 145B does not include, unlike the case of the first plate 15A, the fourteenth arc A14A and the fifteenth arc A15A.
  • the internal channel 150B of the internal strand 145B includes only the thirteenth arc A13B, the third arc A3B and the pad 136B connected to the third arc A3B.
  • the external path 151 B of the external strand 147B further comprises an eleventh arc A11 B oriented externally, before the twelfth arc A12B.
  • the eleventh arc A11 B is therefore connected to the pad 136B and to the twelfth arc A12B.
  • the pad 136B of the internal path 150B of the internal strand 145B of the elementary pattern 140B of the second plate 15B is preferentially connected to the pad 136A of the external path 151 A of the internal strand 145A of the elementary pattern 140A of the first plate 15A by a column 122 respectively, so that there is an inversion between the internal 150B and external 151 A channels.
  • the pad 136B of the external path 151 B of the internal strand 145B of the elementary pattern 140B of the second plate 115B is preferentially connected to the pad 136A of the internal path 150A of the internal strand 145A of the elementary pattern 140A of the first plate 1 15A by a respective column 122, so that there is an inversion between the internal 151 B and external 150A channels.
  • the pad 136B of the additional channel 153B of the elementary pattern 140B of the second plate 1 15B is preferentially connected to the pad 136A of the external channel 151 A of the external strand 147A of the elementary pattern 140A of the first plate 1 15A by a respective column 122 .
  • the pad 136B of the external channel 151 B of the external strand 147B of the elementary pattern 140B of the second plate 1 15B is connected to the pad 136A of the additional channel 153A of the elementary pattern 140A of the first plate 115A, by a respective column 122. .
  • the tracks 150A, 151 A of the elementary pattern 140A of the first plate 115A are substantially aligned with the tracks 150B, 151 B of the elementary pattern 140B of the second plate 1 15B, as explained previously with reference to Figure 3.
  • Figure 8 is shown the elementary pattern 140A of the first plate according to this variant.
  • the elementary pattern of the second plate 15B is similar to that described previously.
  • each elementary pattern 140A of the first plate 15A is similar to the elementary patterns 140A of the first plate 15A with the following differences:
  • the angular movement of the sixth arc A6A is greater than for the intermediate strands 146A described previously.
  • the angular clearance of the eighth arc A8A of the tracks 150A, 151 A of the intermediate strands 146A is smaller than that described previously.
  • the external path 151 A of the internal strand 145A comprises the first arc A1 A, the second arc A2A (which is similar to those of the intermediate strands 146A), the third arc A3A, the fourth arc A4A, the sixteenth arc A16A and the pad 136A connected to the sixteenth arc A16A.
  • the external pathway 151 A of the internal strand 145A does not include, contrary to what is described above, the fourteenth arc A14A and the fifteenth arc A15A.
  • the internal channel 150A of the internal strand 145A includes only the thirteenth arc A13A, the third arc A3A and the pad 136A connected to the third arc A3A.
  • the elementary pattern 140A of the first plate 15A according to this variant is analogous to the elementary pattern 140B of the second plate 15B described previously by reversing the notions of top and bottom and replacing the letter A by the letter B in the references, with the difference that the external channel 151 A of the external strand 147A does not include an eleventh arc.
  • Figure 9 illustrates the first plate 215A of the coil 210.
  • the second plate 215B is substantially similar to the first plate.
  • each plate 215A, 215B is substantially rectangular and defines a central orifice 225A, 225B that is substantially rectangular, or oblong.
  • the plate 215A is formed of a plurality of contiguous patterns including linear patterns 240A and corner patterns 241A.
  • the linear patterns 240A are substantially rectangular and the corner patterns are portions of rings.
  • each conductive track 228A extends over a plurality of patterns, and forms on each pattern 240A, 241 A a respective conductive strand 245A, 246A, 247A.
  • Each unit 240A, 241 A comprises an internal strand 245A, one or more intermediate strands 246A and an external strand 247A, ordered relative to their distance from the central orifice 225A.
  • Each strand 245A, 246A, 247A is for example formed of a plurality of arcs of circles placed end-to-end.
  • each intermediate strand 246A comprises a first arc of circle A1 A oriented externally, a second arc of circle A2A oriented internally, a third arc of circle A3A oriented internally and a fourth arc of circle A4A oriented externally.
  • the internal strand 245A comprises a fifth arc of circle A5A oriented externally, a sixth arc of circle A6A oriented externally and a respective conductive pad 236A connected to a respective conductive pad 236B of the second plate 215B by a respective column 222.
  • the external strand 247A comprises a respective conductive pad 236A, a seventh arc of circle A7A oriented externally, an eighth arc of circle A8A oriented internally.
  • Said conductive track 236A is connected to a respective conductive pad 236B of the second plate 215B by a respective column 222.
  • Each strand 245A, 246A, 247A, 245B, 246B, 247B of each pattern 240A, 241 A, 240B, 241 B is, at every point of the strand, at a constant distance from the nearest strand.
  • Each pattern 240A, 241 A, 240B, 241 B further comprises, between each strand 245A, 246A, 247A, 245B, 246B, 247B an insulating strip 237A, 237B whose width is equal to said constant distance.
  • Each elementary pattern 240A, 241 A, 240B, 241 B of the coil 210 according to the third embodiment also includes the shift mechanism described above.
  • the method is implemented by an electronic device of design not shown.
  • the electronic design device is preferably a computer capable of implementing a computer program comprising software instructions, which when executed by said computer, implement a design process as described below.
  • the method comprises a step of receiving the dimensions of the central orifice 25A, 25B, 125A, 125B, 225A, 225B, a number of conductive tracks 28A, 28B, 128A, 128B, 228A, 228B per plate 15A, 15B, 1 15A, 115B, 215A, 215B, a track width and a width of an insulating strip 37A, 137A, 237A between two successive tracks.
  • the method further comprises a step of generating at least one elementary pattern 40A, 40B, 140A, 140B, 240A, 241 A, 240B, 241 B as described previously from the dimensions, the number of conductive tracks per plate, the track width and the width of an insulating strip between two received tracks.
  • the design device generates a pattern 40A, 140A, 240A of the first plate 15A, 1 15A, 215A and a pattern 40B, 140B, 240B of the second plate 15B, 1 15B, 215B.
  • the method further comprises a step of concatenation, a plurality of times, of the same elementary motif(s) 40A, 40B, 140A, 140B, 240A, 241 A, 240B, 241 B to form the coil 10, 1 10, 210.
  • the design device concatenates several times the pattern 40A, 140A, 240A, 241 A associated with the first plate 15A, 115A, 215A to form said plate 15A, 115A, 215A, and concatenates several times the pattern 40B, 140B, 240B, 241 B associated with the second plate 15B, 1 15B, 215B to form the second plate 15B, 115B, 215B.
  • the method further comprises a step of associating a number N of coils 10, 1 10, 210, by superimposing them and connecting them via connection vias 20, 120, 220.
  • the number N is greater than or equal to to 1.
  • one of the respective connection vias 20, 120, 220 of a coil 10, 110, 210 is connected to one of the connection vias 20, 120, 220 of another coil 10, 110, 210.
  • a set of coil(s) is formed.
  • the method further comprises a step of generating a file of the reel 10, 1 10, 210, or of the set of reels(s), capable of being transmitted to a production machine with a view to the automatic manufacture of coil 10, 1 10, 210.
  • the conductive tracks 28A, 28B, 128A, 128B, 228A, 228B are formed from a conductive material and the insulating material is injected between the tracks 28A, 28B, 128A, 128B, 228A, 228B to form the insulating strips 37A, 37B, 137A, 137B, 237A, 237B and/or the insulating tracks 152A, 152B.
  • the or each coil 10, 110, 210 is then pressed in the transverse direction T.
  • the conductive material is for example copper.
  • each conductive track 28A, 128A, 228A, 28B, 128B, 228B is identical to the other tracks 28A, 128A, 228A, 28B, 128B, 228B conductive with one rotation around the centers of the first 15A, 115A, and second plates 15B, 215B, in the first two embodiments.
  • the offset mechanism ensures that each conductive track 28A, 128A, 228A, 28B, 128B, 228B extends as much, close to the central orifice 25A, 125A, 225A, 25B, 125B, 225B, that away from said orifice 25A, 125A, 225A, 25B, 125B, 225B.
  • the current circulating in each track spends as much time near the central orifices as it does away from the orifices.
  • connection vias 20, 120, 220 connecting a second plate 15B, 1 15B, 215B respectively of a coil 10, 110, 210 and a first plate 15A, 115A, 215 respectively of another coil 10, 1 10, 210.

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Abstract

La première plaque (15A) comporte une pluralité de pistes conductrices (28A) ordonnées s'enroulant autour du premier orifice central, chaque piste définissant une extrémité interne (30A) et une extrémité externe (35A). L'extrémité interne de chaque piste est plus proche du premier orifice central que l'extrémité externe. La première plaque comprend une pluralité de motifs élémentaires contigües autour du premier orifice central. Chaque piste conductrice s'étend sur au moins deux motifs élémentaires contigües et forme sur chacun desdits motifs élémentaires contigües un brin conducteur. Chaque brin conducteur comprend des corrugations dans un plan de la première plaque.

Description

DESCRIPTION
TITRE : Bobine électromagnétique comprenant une première plaque et une pluralité de pistes conductrices
La présente invention concerne une bobine électromagnétique.
La présente invention concerne le domaine des bobines électromagnétiques dans les circuits imprimés. Plus précisément, la présente invention concerne les bobines électromagnétiques destinées à être utilisées dans des systèmes très hautes fréquences.
On entend par « très hautes-fréquences » des signaux dont la fréquence est comprise entre 100 kHz et 10 MHz, préférentiellement entre 100 kHz et 600 kHz.
Une bobine électromagnétique est un dispositif électrique principalement inductif. Toutefois, il est connu en soi que lorsque la fréquence du courant circulant dans une bobine augmente, ladite bobine possède alors en outre un effet résistif sur le courant. Cet effet est modélisable par un résistor en série avec une bobine parfaitement inductive. Cet effet est alors source de perte de puissance dans le circuit.
Ledit résistor possède une résistance dont la valeur varie en fonction de la fréquence. Cette évolution est caractérisée en deux parties. Dans une première partie correspondant à des fréquences inférieures à une fréquence critique, la résistance à une valeur faible, dite résistance continue pour caractériser le fait qu’il s’agit de la résistance à basse fréquence. Dans une deuxième partie correspondant à des fréquences supérieures à la fréquence critique, la résistance évolue sensiblement linéairement avec la fréquence.
Ceci est particulièrement problématique lorsque l’on souhaite utiliser une bobine à hautes fréquences.
Ce phénomène est notamment la conséquence du fait que dans une bobine classique, la distance parcourue par chaque spire n’est pas la même. En effet, certaines spires internes ont une longueur sensiblement faible comparées à celles des spires externes.
On connait de l’état de la technique la bobine de Litz qui permet de repousser la fréquence critique vers des valeurs plus élevées.
Les bobines de Litz connues utilisent un enchevêtrement de fils de la bobine afin que la distance parcourue par une spire soit sensiblement identique à celles parcourues par les autres spires. Pour atteindre cet enchevêtrement, il est connu d’entortiller les fils entre eux. Cependant, cette structure de bobine est souvent peu applicable aux circuits imprimés à cause de leur encombrement empêchant l’embarquabilité.
Il existe donc un besoin pour une bobine permettant d’atteindre les performances d’une bobine de Litz tout en minimisant l’encombrement de la bobine.
A cet effet, l’invention a pour objet une bobine électromagnétique comprenant une première plaque définissant un premier orifice central, la première plaque comportant une pluralité de pistes conductrices ordonnées s’enroulant autour du premier orifice central, chaque piste définissant une extrémité interne et une extrémité externe, l’extrémité interne de chaque piste étant plus proche du premier orifice central que l’extrémité externe, la première plaque comprenant une pluralité de motifs élémentaires contigües autour du premier orifice central, chaque piste conductrice s’étendant sur au moins deux motifs élémentaires contigües et formant sur chacun desdits motifs élémentaires contigües un brin conducteur, la bobine étant caractérisée en ce que chaque brin conducteur comprend des corrugations dans un plan de la première plaque.
Selon des modes de réalisation particuliers, la bobine électromagnétique selon l’invention comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement réalisables :
- la bobine comprend au moins une deuxième plaque comportant un deuxième orifice central, la deuxième plaque étant agencée en regard de la première plaque et espacée de celle-ci selon une direction transversale perpendiculaire à chacune des plaques, la deuxième plaque comprenant une pluralité de pistes conductrices respectives, ordonnées et s’enroulant autour du deuxième orifice central, chaque piste conductrice de la deuxième plaque définissant une extrémité interne et une extrémité externe respectives, la bobine comprenant en outre, pour chaque extrémité de chaque piste conductrice de la première plaque, une colonne conductrice s’étendant selon la direction transversale reliant ladite extrémité à une extrémité d’une piste conductrice respective de la deuxième plaque ;
- la ou chaque plaque comprend, entre chaque paire de pistes conductrices successives, une bande isolante dont une largeur est constante et prédéfinie ; chaque brin conducteur est formé d’au moins deux voies conductrices espacées l’une de l’autre d’une voie isolante de même largeur que les bandes isolantes ; chaque piste conductrice d’une plaque respective est sensiblement alignée selon la direction transversale avec une bande isolante de l’autre plaque ; - chaque piste conductrice de la première plaque est sensiblement alignée selon la direction transversale avec une piste conductrice correspondante de la deuxième plaque ; et chaque brin conducteur est formé à partir d’une pluralité d’arcs de cercle ;
- le premier orifice central présente une géométrie circulaire, les pistes conductrices de la première plaque étant identiques entre elles à une rotation près autour d’un centre du premier orifice central de la première plaque.
L’invention a également pour objet un procédé de conception d’une telle bobine électromagnétique, le procédé étant mis en œuvre par un dispositif électronique de conception et comprenant les étapes suivantes : réception de dimensions du premier orifice central, d’un nombre de pistes conductrices sur la première plaque, d’une largeur de piste et d’une largeur d’une bande isolante entre deux pistes conductrices, génération d’au moins un motif élémentaire à partir des dimensions, du nombre de pistes conductrices sur la première plaque, de la largeur de piste et de la largeur d’une bande isolante entre deux pistes, reçus,
- concaténation du pluralité de fois le(s) même(s) motif(s) élémentaire(s) pour former la bobine, et génération d’un fichier de la bobine propre à être transmis à une machine de production en vue de la fabrication automatique de la bobine.
L’invention concerne également un produit programme d’ordinateur comprenant des instructions logicielles qui, lorsqu’elles sont exécutées par un ordinateur, mettent en œuvre un tel procédé de conception.
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre faite en référence aux figures annexées sur lesquelles :
[FIG. 1] La figure 1 est une représentation schématique d’une bobine électromagnétique selon un premier mode de réalisation de l’invention ;
- [FIG. 2] la figure 2 est une représentation schématique de la bobine selon un plan de coupe perpendiculaire à une direction transversale ;
- [FIG. 3] La figure 3 est une vue en détail de deux motif élémentaires de la bobine électromagnétique selon le premier mode de réalisation de l’invention ;
- [FIG. 4] La figure 4 est une vue en détail de deux motifs élémentaires superposés d’une bobine électromagnétique selon une variante de réalisation du premier mode de réalisation ;
[FIG. 5] La figure 5 est une représentation schématique d’une bobine électromagnétique selon une deuxième mode de réalisation de l’invention ; [FIG. 6] La figure 6 est une vue en détail d’un motif élémentaire d’une première plaque d’une bobine électromagnétique selon le deuxième mode de réalisation de l’invention ;
[FIG. 7] La figure 7 est une vue en détail d’un motif élémentaire d’une deuxième plaque d’une bobine électromagnétique selon le deuxième mode de réalisation de l’invention ;
[FIG. 8] La figure 8 est une vue en détail d’un motif élémentaire d’une bobine électromagnétique selon une variante de réalisation du deuxième mode de réalisation ; et
[FIG. 9] La figure 9 est une représentation schématique d’une première plaque d’une bobine électromagnétique selon un troisième mode de réalisation de l’invention.
La figure 1 représente une bobine électromagnétique 10, aussi appelée bobine 10, selon un premier mode de réalisation de l’invention.
La bobine 10 comprend une première plaque 15A et préférentiellement une deuxième plaque 15B espacée de la première plaque 15A par une couche d’isolant 16.
Par soucis de lisibilité, l’isolant n’est pas représenté sur la figure 1 mais l’est bien représenté sur la figure 2. La figure 2 représente une vue en coupe de la figure 1 selon un plan perpendiculaire à une direction transversale T et entre les deux plaques 15A, 15B.
La bobine 10 comprend préférentiellement deux via de connexion 20, aussi appelés via externes 20, reliant chacun la première 15A et la deuxième 15B plaques.
Optionnellement, la bobine 10 comprend un noyau central (non-représenté), par exemple en matériau ferromagnétique. Le noyau central est logé dans un orifice central 25A de la première plaque 15A. Préférentiellement, le noyau central est également logé dans un orifice central 25B de la deuxième plaque 15B.
Optionnellement, la bobine 10 comprend en outre une pluralité de colonnes 22, aussi appelées via internes 22, reliant la première plaque 15A et la deuxième plaque 15B.
Dans le premier mode de réalisation, la première plaque 15A est circulaire. Préférentiellement, la première plaque 15A est un disque comprenant le premier orifice central 25A. La première plaque 15A a donc la forme d’un anneau.
La première plaque 15A comporte une pluralité de pistes conductrices 28A, ordonnées s’enroulant autour du premier orifice central 25A.
Chaque piste 28A définit une extrémité interne 30A et une extrémité externe 35A. L’extrémité interne 30A de chaque piste 28A est plus proche du premier orifice central 25A que l’extrémité externe 35A. Préférentiellement, chaque piste conductrice 28A s’enroule autour du premier orifice 20A selon un premier sens de rotation. Autrement dit, chaque piste conductrice 28A s’étend, depuis son extrémité externe 35A, vers son extrémité interne 30A dans le premier sens de rotation.
Le premier sens de rotation est par exemple le sens horaire ou le sens antihoraire.
Préférentiellement, chaque piste 28A comprend, à chaque extrémité 30A, 35A, une pastille conductrice 36A respective.
La première plaque 15A comprend avantageusement entre chaque paire de pistes conductrices 28A successives, une bande isolante 37A. La plaque est de préférence, à l’exception des pistes conductrices 28A, en un matériau isolant formant les bandes isolantes 37A. Le matériau isolant est par exemple de l’époxy. En variante, le matériau isolant et de tout type de matériau utilisé pour des circuits imprimés, tel que le Polyimide.
La largeur de chaque bande isolante 37A est par exemple constante en tout point de ladite bande 37A, et préférentiellement prédéfinie. Cette largeur est préférentiellement identique pour chaque bande isolante 37A de la première plaque 15A. Autrement dit, une distance entre deux pistes contigües 28A est constante en tout point de la première plaque 15A.
On définit la distance entre deux pistes conductrices 28A comme étant, pour un point d’une des deux pistes conductrices 28A, la longueur du segment le plus court reliant ce point, et un point de la deuxième piste conductrice 28A. Par définition, ce segment est perpendiculaire à chacune des deux pistes conductrices 28A.
Les pistes conductrices 28A de la première plaque 15A sont préférentiellement identiques entre elles à une rotation près autour d’un centre du premier orifice central 25A de la première plaque 15A.
La première plaque 15A comprend une pluralité de motifs élémentaires 40A contigües autour du premier orifice central 25A. Chaque motif élémentaire 40A a préférentiellement la forme d’une portion angulaire d’anneau.
Chaque piste conductrice 28A s’étend sur au moins deux motifs élémentaires 40A contigües et forme, sur chacun desdits motifs élémentaires 40A contigües un brin conducteur 45A, 46A, 47A.
Préférentiellement, la première plaque 15A comprend autant de motifs élémentaires 40A que de pistes conductrices 28A.
Chaque piste conductrice 28A est formée par les brins conducteurs 45A, 46A, 47A d’au moins deux motifs élémentaires 40A juxtaposés.
Préférentiellement, chaque motif élémentaire 40A comprend un nombre de brins conducteurs 45A, 46A, 47A, égal au nombre de motifs élémentaires 40A nécessaires pour former une piste conductrice 28A. Ledit nombre est préférentiellement un nombre impair. Dans le cas où la bobine 10 comprend la deuxième plaque 15B, ladite deuxième plaque 15B est agencée en regard de la première plaque 15A et espacée de celle-ci selon une direction transversale T perpendiculaire à chacune des plaques 15A, 15B.
La deuxième plaque 15B est sensiblement analogue à la première plaque 15A. Ainsi, la deuxième plaque 15B est circulaire et comprend un deuxième orifice central 20B. Les premier 20A et deuxième 20B orifices centraux sont en regard l’un de l’autre selon la direction transversale T. La deuxième plaque 15B comprend en outre une pluralité de pistes conductrices respectives 25B ordonnées s’enroulant autour du deuxième orifice central 25B. Chaque piste conductrice 28B de la deuxième plaque 15B comprend en outre des extrémités interne 30B et externe 35B respectives et une pastille conductrice 36B respective pour chaque extrémité 30B, 35B.
De manière similaire à la première plaque 15A, la deuxième plaque 15B comprend des bandes isolantes 37B et des motifs élémentaires contigus 40B comprenant des brins conducteurs 45B, 46B, 47B formant les pistes conductrices 25B lorsque lesdits motifs sont juxtaposés.
Chaque motif élémentaire 40A de la première plaque 15A est en regard avec un motif élémentaire 40B de la deuxième plaque 15B. Ainsi, chaque pastille conductrice 36A de la première plaque 15A est en regard avec une pastille conductrice respective 36B de la deuxième plaque 15B. Chaque colonne 22 joint une pastille 36A respective de la première plaque 15A et une pastille respective 36B de la deuxième plaque 15B, préférentiellement deux pastilles 36A, 36B en regard l’une de l’autre.
Une différence entre la première plaque 15A et la deuxième plaque 15B est que les pistes conductrices 28B de la deuxième plaque 15B s’enroulent autour du deuxième orifice central 15B selon un deuxième sens de rotation opposé au premier sens de rotation.
La figure 3 représente une vue par le dessous de deux motifs 40A, 40B superposés de la bobine 10 selon un premier mode de réalisation.
Dans le premier mode de réalisation, les brins 45A, 46A, 47A sont radialement ordonnés par rapport au premier orifice central 25A. La pluralité de brins conducteurs 45A, 46A, 47A comprend un brin interne 45A, un brin externe 47A et optionnellement un ou plusieurs brins intermédiaires 46A.
Le brin interne 45A est le plus proche du premier orifice central 25A. Le brin externe 47A est le plus éloigné du premier orifice central 25A. Le ou les brins intermédiaires 46A sont radialement ordonnés entre les brins interne 45A et externe 47A.
Chaque brin conducteur 45A, 46A, 47A comprend des corrugations dans un plan de la première plaque 20A. Autrement dit, chaque brin conducteur 45A, 46A, 47A présente, dans son tracé sur la première plaque 20A, des ondulations. Préférentiellement, chaque brin conducteur 45A, 46A, 47A est formé d’une pluralité d’arcs de cercle bout-à-bout, autour de points distincts de sorte que chaque brin 45A, 46A, 47A ne forme aucune cassure. Autrement dit, chaque brin conducteur 45A, 46A, 47A est dérivable au moins une fois en tout point du motif élémentaire 40A, et préférentiellement une infinité de fois.
Selon l’exemple de la figure 3, chaque motif élémentaire 40A, 40B comprend un brin interne 45A, un brin externe 47A et trois brins intermédiaires 46A.
Préférentiellement, le motif élémentaire 40A comprend en outre une zone morte interne 48A et une zone morte externe 49A.
Dans la suite de la description, on définit « un arc de cercle d’un premier type d'orientation », aussi appelé « arc de cercle orienté interne » ou « arc orienté interne » comme étant un arc de cercle autour d’un centre localisé entre ledit arc et un centre de la plaque 15A, 15B associé audit arc, i.e. un milieu de l’orifice central 25A, 25B correspondant.
De manière analogue, on définit un « arc de cercle d’un deuxième type d’orientation », aussi appelé « arc de cercle orienté externe », ou « arc orienté externe » comme étant un arc de cercle autour d’un centre dont une localisation est telle que ledit arc est localisé entre le centre de la plaque 15A, 15B et ledit centre.
Un alternance d’arcs de cercle orientés interne et externe, ou orientés externe et interne, forme alors des corrugations.
Dans l’exemple de la figure 3, chaque brin intermédiaire 46A est formé, de haut en bas sur la partie droite de la figure 3 : d’un premier arc A1A orienté interne défini autour d’un premier centre, d’un deuxième arc A2A orienté externe défini autour d’un deuxième centre, d’un troisième A3A arc orienté interne défini autour d’un troisième centre, d’un quatrième A4A arc orienté externe défini autour d’un quatrième centre, et d’un cinquième A5A arc orienté interne défini autour d’un cinquième centre.
Préférentiellement, les premier, deuxième, troisième, quatrième et cinquième centres sont les mêmes pour chaque brin intermédiaire 46A. Autrement dit, les portions de chaque brin intermédiaire 46A formant chaque arc A1A, A2A, A3A, A4A, A5A sont concentriques.
Pour chaque arc de cercle A1 A, A2A, A3A, A4A, A5A des brins intermédiaires 46A, le débattement angulaire dudit arc est identique pour chacun des brins intermédiaires 46A. Ainsi, la longueur dudit arc A1 A, A2A, A3A, A4A, A5A dans un brin intermédiaire choisi 46A est égale au produit dudit débattement angulaire et de la distance dudit arc A1 A, A2A, A3A, A4A, A5A au centre à partir duquel cet arc A1 A, A2A, A3A, A4A, A5A est formé. Le brin interne 45A est formé, quant à lui, de haut en bas sur la partie droite de la figure 3 : d’un sixième arc de cercle A6A orienté externe défini autour d’un sixième centre, et d’un septième arc de cercle A7A orienté interne défini autour d’un septième centre.
Le septième arc A7A du brin interne 45A présente un débattement angulaire sensiblement plus petit que celui du troisième arc de chaque brin intermédiaire 46A.
En outre, le brin interne 45A comprend, à l’extrémité du huitième arc A8A, une des pastilles conductrices 36A. Ladite pastille conductrice 36A est préférentiellement localisée angulairement au milieu du motif élémentaire 40A.
Le brin externe 47A est formé de manière analogue au(x) brin(s) intermédiaire(s) 46A à l’exception du fait qu’il comprend, avant son premier arc A1 A, une pastille conductrice respective 36A.
Préférentiellement, le premier centre et le cinquième centre sont chacun le centre de la première plaque 15A, i.e. le centre du premier orifice central 25A.
Comme visible sur la figure 3, chaque brin intermédiaire 46A et le brin externe 47A définissent au cours de leur tracé, un glissement radial. Autrement dit, étant donné que le brin interne 45A ne s’étend que jusqu’au milieu du motif élémentaire 40A, le brin intermédiaire 46A le plus proche du premier orifice central 25A, s’étend, après ledit milieu, dans le prolongement du brin interne 45A. Ainsi, la piste conductrice 28A comprenant ledit brin intermédiaire 46A comprend également le brin interne 45A sur le motif élémentaire suivant 40A.
De même, tous les autres brins intermédiaires 46A glissent d’une unité dans l’ordre radial entre le haut et le bas du motif élémentaire 40. Il en est de même pour le brin externe 47A qui devient, sur le motif suivant 40A, le brin intermédiaire 46A le plus éloigné du premier orifice central 25A.
Ce glissement d’ordre de brins 45A, 46A, 47A permet de réaliser l’enroulement de chaque piste conductrice 20A autour du premier orifice central 25A.
Le reste du motif élémentaire 40A est rempli de matériau isolant formant ainsi les bandes isolantes 37A.
Grâce à la construction précitée, une distance entre les brins conducteurs 45A, 46A, 47A est constante en tout point desdits brins 45A, 46A, 47A limitant ainsi le risque de court- circuit entre deux brins 45A, 46A, 47A.
La zone morte interne 48A est une zone de matériau isolant entre le premier orifice central 25A et le brin interne 45A.
La zone morte externe 49A est une zone de matériau isolant entre le brin externe 47A et un bord radialement extérieur du motif 40A. Chaque motif élémentaire 40B de la deuxième plaque 20B est analogue au motif élémentaire 40A de la première plaque 20A précédemment décrite en remplaçant la référence A par la référence B et en inversant haut et bas. Ainsi, les brins intermédiaires 46A, 46B et externes 47A, 47B des deux motifs 40A, 40B sont sensiblement alignés comme visible sur la partie droite de la figure 3.
Sur la partie droite de la figure 3, les arcs A1 B, A2B, A3B, A4B, A5B, A6B, A7B du motif 40B de la deuxième plaque 15B ne sont pas représentés par soucis de visibilité mais sont analogues à ceux décrit précédemment pour le motif 40A de la première plaque 15A en inversant les notions de haut et de bas dans leur description.
La partie gauche de la figure 3 représente des coupes schématiques des motifs élémentaires 40A, 40B à deux extrémités angulaires desdits motifs 40A, 40B.
Sur chaque coupe de cette figure 3, les brins 45A, 46A, 47A correspondant au motif élémentaire 40A de la première plaque 20A sont représentés en haut et les brins 45B, 46B, 47B correspondant au motif élémentaire 40B de la deuxième plaque 20B sont représentés en bas.
Dans le premier mode de réalisation, les brins 45A, 46A, 47A de la première plaque 20A sont alignés selon la direction transversale T avec les brins 45B, 46B, 47B de la deuxième plaque 20B. Autrement dit, chaque brin 45B, 46B, 47B est sensiblement une projection d’un brin 45A, 46A, 47A selon la direction transversale T.
Sur la coupe représentée en haut à gauche, il est visible que le brin interne 45A du motif élémentaire 40A de la première plaque 15A est aligné avec le brin intermédiaire 46B du motif 40B de la deuxième plaque 15B le plus proche de l’orifice central 25B.
La partie gauche de la figure 3 illustre le décalage entre un début et une fin des motifs élémentaires 40A, 40B. En effet, pour la première plaque 15A, le brin interne 45A a disparu à la fin du motif 40A et tous les autres brins 46A, 47A sont décalés d’un rang plus proche du premier orifice central 25A. Pour la deuxième plaque 15B, le brin interne 45B est apparu à la fin du motif 40A et tous les autres brins 46B, 47B, sont décalés d’un rang plus éloigné du deuxième orifice central 25B. Ceci est dû aux sens de rotation opposés entre les première 15A et deuxième 15B plaques.
En outre, les zones mortes internes 48A, 48B des première 15A et deuxième 15B plaques sont analogues. De même les zones mortes externes 49A, 49B des première 15A et deuxième 15B plaques sont analogues.
La figure 4 illustre une variante de réalisation du premier mode de réalisation.
Selon cette variante, chaque piste conductrice 28A, 28B d’une plaque respective 15A, 15B est sensiblement alignée selon la direction transversale T avec une bande isolante 37A, 37B de l’autre plaque 15A, 15B. Ainsi, selon cette variante, la première plaque 15A est analogue à l’exemple décrit précédemment en référence à la figure 3 aux différences prêtes suivantes.
Dans l’exemple illustré sur la figure 4, les motifs 40A, 40B comprennent respectivement un brin interne 45A, 45B, un brin externe 47A, 47B et quatre brins intermédiaire 46A, 46B. Il est clair que, comme pour le premier exemple du premier mode de réalisation, le nombre de brin intermédiaire est par exemple égal à trois ou égal à tout autre valeur.
Selon cette variante, le motif élémentaire 40B de la deuxième plaque 15B présente également les distinctions décrites ci-dessous, par rapport à l’exemple décrit précédemment.
En particulier, le brin externe 47B de chaque motif élémentaire 40B de la deuxième plaque 15B présente, avant le premier arc de cercle A1 B, un arc de cercle initial AIB reliant sa pastille conductrice 36B audit premier arc A1 B. L’arc de cercle initial AIB est orienté externe et défini autour d’un centre initial préférentiellement localisé dans la zone morte externe 49B non-représenté.
Le débattement angulaire et/ou la localisation de certains des centres des arcs de cercles A1 A, A1 B, A2A, A2B, A3A, A3B, A4A, A4B, A5A, A5B, A6A, A6B, A7A, A7B sont distincts du premier mode de réalisation de sorte que chaque brin 45A, 46A, 47A du motif 40A de la première plaque 15A soit aligné avec une bande isolante 37B du motif 40B de la deuxième plaque 15B, selon la direction transversale T. De manière analogue, chaque brin 45B, 46B, 47B du motif 40B de la deuxième plaque 15B est aligné avec une bande isolante 37A du motif 40A de la première plaque 15A, selon la direction transversale T.
On comprend alors que les brins 45A, 46A, 47A du motif 40A de la première plaque 15A ne sont pas alignés avec les brins 45B, 46B, 47B du motif 40B de la deuxième plaque 15B, selon la direction transversale T.
Par soucis de lisibilité sur la figure 4, les arcs A1 A, A2A, A3A, A4A, A5A ne sont illustrés que pour le brin externe 47A du motif élémentaire 40A de la première plaque 15A.
Selon cette variante, parmi les brin internes 45A, 45B, seul celui du motif élémentaire 40A de la première plaque 15A est distinct de ce qui a été décrit précédemment. En effet, ce brin interne 40A comprend, à la place du sixième arc A6A orienté externe, un huitième arc orienté interne A8A autour d’un huitième centre.
Ces aménagements des brins internes 45A, 45B et du brin externe 47B du motif élémentaire 40B de la deuxième plaque 15B permettent, bien que les brins 45A, 46A, 47A, 45B, 46B, 47B ne soient pas alignés selon la direction transversales T, que les pastilles conductrice 36A, 36B le soient afin que les pistes conductrices 28A, 28B soient connectées par les colonnes 22. L’alignement des brins 45A, 46A, 47A 45B, 46B, 47B d’une plaque 15A, 15B avec une bande isolante 37A, 37B respective de l’autre plaque est en outre représenté sur la partie gauche de la figure 4.
Selon cette variante de réalisation, les motifs élémentaires 40A, 40B présentent également le mécanisme de glissement des brins précédemment décrits comme visible sur la figure 4 représentant les mêmes coupes que celles de figure 3 mais en référence aux motifs élémentaires 40A, 40B selon la variante de réalisation.
DEUXIEME MODE DE REALISATION DE L’INVENTION
Les figures 5, 6, 7, et 8 illustrent un deuxième mode de réalisation de l’invention.
Seules les différences avec la bobine 10 selon le premier mode de réalisation seront détaillées. Toutes les caractéristiques qui ne sont pas détaillées dans ce deuxième mode de réalisation sont analogues à celles du premier mode de réalisation.
Les références numériques dans la description de ce deuxième mode de réalisation sont incrémentées de la valeur 100. Ainsi, la bobine selon le deuxième mode de réalisation porte la référence 110.
Plus particulièrement, la figure 5 illustre la bobine 1 10.
Chaque brin conducteur 145A, 146A, 147A, 145B, 146B, 147B de la première plaque 115A, et préférentiellement également de la deuxième plaque 115B, comprend deux voies conductrices 150A, 151 A, 150B, 151 B espacées l’une de l’autre d’une voie isolante 152A, 152B de même largeur que les bandes isolantes 137A, 137B. Préférentiellement, chaque brin conducteur 145A, 146A, 147A, 145B, 146B, 147B comprend une voie interne 150A, 150B et une voie externe 151 A, 151 B plus éloignée de l’orifice central 125A, 125B que la voie interne 150A, 150B.
Chaque motif élémentaire 140A, 140B comprend en outre une voie supplémentaire 153A, 153B plus éloignée de l’orifice central 125A, 125B que la voie externe 151 A, 151 B du brin externe 147A, 147B.
La figure 6 représente un premier motif élémentaire 140A de la première plaque 115A de la bobine 110 selon le deuxième mode de réalisation, dans une configuration dite non-alignée. De manière analogue à ce qui est expliqué en référence à la figure 4, dans cette configuration, chaque voie conductrice 150A, 151 A de chaque motif élémentaire 140A de la première plaque 15A, est sensiblement alignée avec une voie isolante 152B, ou une bande isolante 137B, d’un motif élémentaire 140B de la deuxième plaque 1 15B.
Réciproquement, chaque voie conductrice 150B, 151 B de chaque motif élémentaire 140B de la deuxième plaque 115B, est sensiblement alignée avec une voie isolante 152A, ou une bande isolante 137A, d’un motif élémentaire 140A respectif de la première plaque
115A.
Chaque voie 150A, 151 A, 150B, 151 B de chaque brin 145A, 146A, 147A, 145B, 146B, 147B est formé d’une pluralité d’arcs de cercle, certain(s) orienté(s) interne et certain(s) orienté(s) externe formant des corrugations.
Dans les exemples des figures 6 et 7, les motifs élémentaires 140A, 140B représentés, comprennent respectivement quatre brins conducteurs 145A, 146A, 147A, 145B, 146B, 147B, et donc neuf voies conductrices 150A, 151 A, 152A, 150B, 151 B, 152B, 153A, 153B.
Chaque voie 150A, 151 A de chaque brin intermédiaire 146A, est par exemple formée, de haut en bas sur la figure 6, d’un premier arc A1A orienté interne défini autour d’un premier centre, d’un deuxième arc A2A orienté interne défini autour d’un deuxième centre, d’un troisième arc A3A orienté externe défini autour d’un troisième centre, d’un quatrième arc A4A orienté interne défini autour d’un quatrième centre, et d’un cinquième arc A5A orienté interne défini autour d’un cinquième centre, d’un sixième A6A arc orienté interne défini autour d’un sixième centre, d’un septième arc A7A orienté externe défini autour d’un septième centre, et d’un huitième arc A8A orienté interne défini autour d’un huitième centre.
Lesdits centres sont communs à chaque voie 150A, 151 A des brins intermédiaires 146A. Autrement dit, les voies 150A, 151 A sont, pour chaque arc A1A, A2A, A3A, A4A, A5A, A6A, A7A, A8A, concentriques.
Pour chaque arc de cercle des voies 150A, 151 A des brins intermédiaires 146A, le débattement angulaire dudit arc est identique pour chacune des voies 150A, 151 A. Ainsi, la longueur dudit arc dans une voie 150A, 151 A est égale au produit dudit débattement angulaire et de la distance dudit arc au centre à partir duquel cet arc est formé.
Concernant le brin externe 147A, sa voie interne 150A est identique aux voies 150A, 151A des brins intermédiaire 146A à l’exception du premier arc et du deuxième arc.
Plutôt que le premier arc A1 A, la voie interne 150A du brin externe 147A comprend un neuvième arc A9A orienté externe défini autour d’un neuvième centre. Plutôt que le deuxième arc A2A, la voie interne 150A du brin externe 147A comprend un dixième arc A10A orienté interne défini autour d’un dixième centre.
Le débattement angulaire du dixième arc A10A est sensiblement plus faible que le débattement angulaire du deuxième arc A2A.
La voie externe 151 A du brin externe 147A est identique aux voies 150A, 151 A des brins intermédiaires 146A à l’exception des premier A1A et deuxième A2A arcs. En particulier, la voie externe 151 A du brin externe 147A ne comprend pas le premier arc A1 A. Plutôt que le deuxième arc A2A, la voie externe 151 A du brin externe 147A comprend un douzième arc A12A orienté interne défini autour d’un douzième centre.
La voie externe 151 A du brin externe 147A comprend en outre, avant le douzième arc A12A, une pastille conductrice respective 136A.
La voie interne 150A du brin interne 145A comprend un treizième arc A13A orienté interne défini autour d’un treizième centre, un quatorzième arc A14A orienté interne défini autour d’un quatorzième centre, un quinzième arc A15A orienté externe défini autour d’un quinzième centre, et une pastille constructive 136A respective à l’extrémité du quinzième arc A15A.
Le débattement angulaire du treizième arc A13A est sensiblement plus élevé que le débattement angulaire du deuxième arc A2A.
La voie externe 151 A du brin interne 145A comprend le premier arc A1A, le deuxième arc A2A, le quatorzième arc A14A, le quinzième arc A15A, un seizième arc A16A orienté interne défini autour d’un seizième centre et une pastille conductrice 36 respective à l’extrémité du seizième arc A16A.
Les quatorzième A14A, quinzième A15A et seizième A16A arc de la voie externe 151 A permettent de contourner la pastille conductrice 36A de la voie interne 150A du brin interne 145A.
Le débattement angulaire du deuxième arc A2A de la voie externe 151 A du brin interne 145A est plus grand que pour les biens intermédiaire 146A.
La voie supplémentaire 153A s’étend depuis l’extrémité du motif 140A opposée au douzième arc A12A, et à une distance du huitième arc A8A de la voie externe 151 A du brin externe 147A égale à la largeur de la bande isolante 137A. La voie supplémentaire 153A comprend un unique dix-septième arc A17A orienté externe défini autour d’un dix-septième centre, et à l’extrémité dudit arc A17A, une pastille respective 36A.
Chaque motif élémentaire 140A de la première plaque 15A selon le deuxième mode de réalisation inclut également le mécanisme de décalage décrit précédemment en référence au premier mode de réalisation. En particulier, ce mécanisme est par exemple appliqué à toutes les voies 150A, 151 A des brins intermédiaire 146A et brins extérieurs 147A.
Le reste du motif 140A est, comme dans le premier mode de réalisation, rempli de matériau isolant formant les bandes isolantes 137A et les voies isolantes 152A.
Préférentiellement, le premier centre est le centre du premier orifice central 125A.
Préférentiellement, le deuxième centre est le centre du premier orifice central 125A. Préférentiellement, le quatrième centre est le centre de la pastille 136A associée à la voie interne 150A du brin interne 145A.
Préférentiellement, le cinquième centre est le centre du premier orifice central 125A.
Préférentiellement, le sixième centre est le milieu d’un segment reliant le centre de la pastille 136A associée à la voie interne 150A du brin interne 145A et le centre de la pastille 136A associée à la voie externe 151 A du brin interne 145A.
Préférentiellement, le septième centre est le centre de la pastille 136A associée à la voie supplémentaire 153A.
Préférentiellement, le huitième centre est le centre du premier orifice central 125A.
Préférentiellement, le neuvième centre est localisé dans la pastille 136A associée à la voie externe 151 A du brin externe 147A.
Préférentiellement, le dixième centre est le centre du premier orifice 125A.
Préférentiellement, le douzième centre est le centre du premier orifice 125A.
Préférentiellement, le treizième centre est le centre du premier orifice central 125A.
Préférentiellement, le seizième centre est le centre de la pastille 136A associée à la voie interne 150A du brin interne 145A.
En référence à la figure 7, chaque motif élémentaire 140B de la deuxième plaque 15B est analogue aux motifs élémentaires 140A de la première plaque 125A en remplaçant la lettre A par la lettre B dans les références numériques et en inversant les notions de haut et bas. En outre, le motif élémentaire 140B de la deuxième plaque 1 15B comprend les différences décrites ci-dessous par rapport au motif élémentaire 140A de la première plaque 15A décrit précédemment.
En particulier, pour les voies 150B, 151 B des brins intermédiaires 146B, le débattement angulaire du sixième arc A6B est plus grand que pour les brins intermédiaires 146A de la première plaque 15A. Ainsi, le débattement angulaire du huitième arc A8B des voies 150B, 151 C des brins intermédiaires 146B de la deuxième plaque 15B est plus petit que pour la première plaque 15A.
La voie externe 151 B du brin interne 145B comprend le premier arc A1 B, le deuxième arc A2B (qui est analogue à ceux des brins intermédiaire 146B), le troisième arc A3B, le quatrième arc A4B, le seizième arc A16B et la pastille 136B connectée au seizième arc A16B. Ainsi, la voie externe 151 B du brin interne 145B ne comprend pas, contrairement au cas de la première plaque 15A, le quatorzième arc A14A et le quinzième arc A15A.
La voie interne 150B du brin interne 145B comprend uniquement le treizième arc A13B, le troisième arc A3B et la pastille 136B connectée au troisième arc A3B. La voie externe 151 B du brin externe 147B comprend en outre un onzième arc A11 B orienté externe, avant le douzième arc A12B. Le onzième arc A11 B est donc connecté à la pastille 136B et au douzième arc A12B.
La pastille 136B de la voie interne 150B du brin interne 145B du motif élémentaire 140B de la deuxième plaque 15B est préférentiellement connectée à la pastille 136A de la voie externe 151 A du brin interne 145A du motif élémentaire 140A de la première plaque 15A par une colonne 122 respective, de sorte à ce qu’il y ait une inversion entre les voies interne 150B et externe 151 A.
De même, la pastille 136B de la voie externe 151 B du brin interne 145B du motif élémentaire 140B de la deuxième plaque 115B est préférentiellement connectée à la pastille 136A de la voie interne 150A du brin interne 145A du motif élémentaire 140A de la première plaque 1 15A par une colonne 122 respective, de sorte à ce qu’il y ait une inversion entre les voies interne 151 B et externe 150A.
La pastille 136B de la voie supplémentaire 153B du motif élémentaire 140B de la deuxième plaque 1 15B est préférentiellement connectée à la pastille 136A de la voie externe 151 A du brin externe 147A du motif élémentaire 140A de la première plaque 1 15A par une colonne 122 respective.
Similairement la pastille 136B de la voie externe 151 B du brin externe 147B du motif élémentaire 140B de la deuxième plaque 1 15B est connectée à la pastille 136A de la voie supplémentaire 153A du motif élémentaire 140A de la première plaque 115A, par une colonne 122 respective.
Une variante du deuxième mode de réalisation est représentée sur la figure 8.
Dans cette variante, les voies 150A, 151 A du motif élémentaire 140A de la première plaque 115A sont sensiblement alignées avec les voies 150B, 151 B du motif élémentaire 140B de la deuxième plaque 1 15B, comme expliqué précédemment en référence à la figure 3.
Sur la figure 8 est représenté le motif élémentaire 140A de la première plaque selon cette variante. Le motif élémentaire de la deuxième plaque 15B est analogue à celui décrit précédemment.
Comme visible sur la figure 8, chaque motif élémentaire 140A de la première plaque 15A est analogue aux motifs élémentaires 140A de la première plaque 15A aux différence près suivantes :
En particulier, pour les voies 150A, 151 A des brins intermédiaires 146A, le débattement angulaire du sixième arc A6A est plus grand que pour les brins intermédiaires 146A décrit précédemment. Ainsi, le débattement angulaire du huitième arc A8A des voies 150A, 151 A des brins intermédiaires 146A est plus petit que celui décrit précédemment. La voie externe 151 A du brin interne 145A comprend le premier arc A1 A, le deuxième arc A2A (qui est analogue à ceux des brins intermédiaire 146A), le troisième arc A3A, le quatrième arc A4A, le seizième arc A16A et la pastille 136A connectée au seizième arc A16A. Ainsi, la voie externe 151 A du brin interne 145A ne comprend pas, contrairement à ce qui est décrit précédemment, le quatorzième arc A14A et le quinzième arc A15A.
La voie interne 150A du brin interne 145A comprend uniquement le treizième arc A13A, le troisième arc A3A et la pastille 136A connectée au troisième arc A3A.
On comprend alors que le motif élémentaire 140A de la première plaque 15A selon cette variante est analogue au motif élémentaire 140B de la deuxième plaque 15B décrit précédemment en inversant les notions de haut et de bas et en remplaçant la lettre A par la lettre B dans les références, à la différence près que la voie externe 151 A du brin externe 147A ne comprend pas de onzième arc.
TROISIEME MODE DE REALISATION
Un troisième mode de réalisation est illustré sur la figure 9.
Seules les différences avec la bobine 10 selon le premier mode de réalisation seront détaillées. Toutes les caractéristiques qui ne sont pas détaillées dans ce troisième mode de réalisation sont analogues au premier mode de réalisation.
Les références numériques dans la description de ce troisième mode de réalisation sont incrémentées de la valeur 200 par rapport au premier mode de réalisation. Ainsi, la bobine selon le deuxième mode de réalisation porte la référence 210.
Plus particulièrement, la figure 9 illustre la première plaque 215A de la bobine 210.
La deuxième plaque 215B est sensiblement analogue à la première plaque.
Dans ce troisième mode de réalisation, chaque plaque 215A, 215B est sensiblement rectangulaire et définit un orifice central 225A, 225B sensiblement rectangulaire, ou oblong.
La plaque 215A est formée d’une pluralité de motifs contigües comprenant des motifs linéaires 240A et des motifs d’angle 241A. Les motifs linéaires 240A sont sensiblement rectangulaires et les motifs d’angle sont des portions d’anneaux.
Comme dans les modes de réalisation précédemment décrits, chaque piste conductrice 228A s’étend sur une pluralité de motifs, et forme sur chaque motif 240A, 241 A un brin conducteur respectif 245A, 246A, 247A.
Chaque motif 240A, 241 A comprend un brin interne 245A, un ou plusieurs brins intermédiaires 246A et un brin externe 247A, ordonnés par rapport à leur distance à l’orifice central 225A. Chaque brin 245A, 246A, 247A est par exemple formé d’une pluralité d’arcs de cercles mis bout-à-bout.
Préférentiellement, chaque brin intermédiaire 246A comprend un premier arc de cercle A1 A orienté externe, un deuxième arc de cercle A2A orienté interne, un troisième arc de cercle A3A orienté interne et un quatrième arc de cercle A4A orienté externe.
Le brin interne 245A comprend un cinquième arc de cercle A5A orienté externe, un sixième arc de cercle A6A orienté externe et une pastille conductrice respective 236A connectée à une pastille conductrice respective 236B de la deuxième plaque 215B par une colonne 222 respective.
Le brin externe 247A comprend une pastille conductrice respective 236A, un septième arc de cercle A7A orienté externe, un huitième arc de cercle A8A orienté interne. Ladite piste conductrice 236A est connectée à une pastille conductrice respective 236B de la deuxième plaque 215B par une colonne 222 respective.
Chaque brin 245A, 246A, 247A, 245B, 246B, 247B de chaque motif 240A, 241 A, 240B, 241 B est, en tout point du brin, à une distance constante du brin le plus proche. Chaque motif 240A, 241 A, 240B, 241 B comprend en outre, entre chaque brin 245A, 246A, 247A, 245B, 246B, 247B une bande isolante 237A, 237B dont une largeur est égale à ladite distance constante.
Chaque motif élémentaire 240A, 241 A, 240B, 241 B de la bobine 210 selon le troisième mode de réalisation comprend également le mécanisme de décalage décrit précédemment.
Un procédé de conception d’une bobine 10, 110, 210 selon l’un des modes de réalisation précédents va maintenant être décrit.
Le procédé est mis en œuvre par un dispositif électronique de conception non- représenté. Le dispositif électronique de conception est de préférence un ordinateur propre à mettre en œuvre un programme d’ordinateur comprenant des instructions logicielles, qui lorsqu’elles sont exécutées par ledit ordinateur, mettent en œuvre un procédé de conception tel que décrit ci-dessous.
Le procédé comprend une étape de réception de dimensions de l’orifice central 25A, 25B, 125A, 125B, 225A, 225B, d’un nombre de pistes conductrices 28A, 28B, 128A, 128B, 228A, 228B par plaque 15A, 15B, 1 15A, 115B, 215A, 215B, d’une largeur de piste et d’une largeur d’une bande isolante 37A, 137A, 237A entre deux pistes successives.
Le procédé comprend en outre une étape de génération d’au moins un motif élémentaire 40A, 40B, 140A, 140B, 240A, 241 A, 240B, 241 B tel que décrit précédemment à partir des dimensions, du nombre de pistes conductrices par plaque, de la largeur de piste et de la largeur d’une bande isolante entre deux pistes reçues.
Préférentiellement, le dispositif de conception génère un motif 40A, 140A, 240A de la première plaque 15A, 1 15A, 215A et un motif 40B, 140B, 240B de la deuxième plaque 15B, 1 15B, 215B.
Le procédé comprend en outre une étape de concaténation, une pluralité de fois, de(s) même(s) motif(s) élémentaire(s) 40A, 40B, 140A, 140B, 240A, 241 A, 240B, 241 B pour former la bobine 10, 1 10, 210. Préférentiellement, le dispositif de conception concatène plusieurs fois le motif 40A, 140A, 240A, 241 A associé à la première plaque 15A, 115A, 215A pour former ladite plaque 15A, 115A, 215A, et concatène plusieurs fois le motif 40B, 140B, 240B, 241 B associé à la deuxième plaque 15B, 1 15B, 215B pour former la deuxième plaque 15B, 115B, 215B.
Préférentiellement, le procédé comprend en outre une étape d’association d’un nombre N de bobines 10, 1 10, 210, en les superposant et le connectant par les via de connexion 20, 120, 220. Le nombre N est supérieur ou égal à 1. En particulier, un des via de connexion 20, 120, 220 respectif d’une bobine 10, 110, 210 est connecté à un des via de connexion 20, 120, 220 d’une autre bobine 10, 110, 210. Ainsi, un ensemble de bobine(s) est formé.
Le procédé comprend en outre une étape de génération d’un fichier de la bobine 10, 1 10, 210, ou de l’ensemble de bobine(s), propre à être transmis à une machine de production en vue de la fabrication automatique de la bobine 10, 1 10, 210.
Lors de la fabrication de la bobine 10, 1 10, 210, ou de l’ensemble de bobine(s) les pistes conductrices 28A, 28B, 128A, 128B, 228A, 228B sont formées à partir d’une matière conductrice et de la matière isolante est injecté entre les pistes 28A, 28B, 128A, 128B, 228A, 228B pour former les bandes isolantes 37A, 37B, 137A, 137B, 237A, 237B et/ou les voies isolantes 152A, 152B. La ou chaque bobine 10, 110, 210 est ensuite pressée selon la direction transversale T. Ainsi, lorsque les brins conducteurs ne sont pas alignés, le risque d’endommager lesdits brins lors du pressage est réduit.
La matière conductrice est par exemple du cuivre.
Avec la bobine 10, 110210 selon l’invention les corrugations des brins conducteurs 45A, 46A, 47A, 45B, 46B, 47B, 145A, 146A, 147A, 145B, 146B, 147B, 245A, 246A, 247A, 245B, 246B, 247B permettent d’allonger la longueur de chaque piste conductrice 28A, 128A, 228A, 28B, 128B, 228B sans augmenter sensiblement l’encombrement de la bobine 10, 110, 210.
En outre, grâce au mécanisme de décalage, chaque piste conductrice 28A, 128A, 228A, 28B, 128B, 228B est identique aux autres pistes 28A, 128A, 228A, 28B, 128B, 228B conductrices à une rotation près autour des centres des premières 15A, 1 15A, et deuxièmes plaques 15B, 215B, dans les deux premiers modes de réalisation.
Dans le troisième mode de réalisation, le mécanisme de décalage permet de faire en sorte que chaque piste conductrice 28A, 128A, 228A, 28B, 128B, 228B s’étende autant, proche de l’orifice central 25A, 125A, 225A, 25B, 125B, 225B, qu’éloigné dudit orifice 25A, 125A, 225A, 25B, 125B, 225B.
Ainsi, dans chaque mode de réalisation, le courant circulant dans chaque piste passe autant de temps proche des orifices centraux qu’éloigné des orifices.
Ceci permet d’obtenir l’effet Litz de la bobine et donc de réduire la résistance induite par la bobine à hautes fréquences.
On notera que plusieurs bobines 10, 1 10, 210 peuvent être empilées selon la direction transversale T et connectées entre elles à l’aide de via de connexion 20, 120, 220 connectant une deuxième plaque 15B, 1 15B, 215B respective d’une bobine 10, 110, 210 et une première plaque 15A, 115A, 215 respective d’une autre bobine 10, 1 10, 210. Ceci permet d’augmenter le nombre de piste conductrices dans l’empilement de bobines et donc de faire varier l’induction dudit empilement.

Claims

REVENDICATIONS
1. Bobine électromagnétique (10 ; 110 ; 210) comprenant une première plaque (15A ; 1 15A ; 215A) définissant un premier orifice central (25A ; 125A ; 225A), la première plaque (15A ; 115A ; 215A) comportant une pluralité de pistes conductrices (28A ; 128A ; 228A) ordonnées s’enroulant autour du premier orifice central (25A ; 125A ; 225A), chaque piste (28A ; 128A ; 228A) définissant une extrémité interne (30A ; 130A ; 230A) et une extrémité externe (35A ; 135A ; 235A), l’extrémité interne (30A ; 130A ; 230A) de chaque piste (28A ; 128A ; 228A) étant plus proche du premier orifice central (25A ; 125A ; 225A) que l’extrémité externe (35A ; 135A ; 235A), la première plaque (15A ; 1 15A ; 215A) comprenant une pluralité de motifs élémentaires (40A ; 140A ; 240A, 241 A) contigües autour du premier orifice central (25A ; 125A ; 225A), chaque piste conductrice (28A ; 128A ; 228A) s’étendant sur au moins deux motifs élémentaires (40A ; 140A ; 240A, 241 A) contigües et formant sur chacun desdits motifs élémentaires (40A ; 140A ; 240A, 241 A) contigües un brin conducteur (45A, 46A, 47A ;145A, 146A, 147A ;245A, 246A, 247A), la bobine (10 ; 1 10 ; 210) étant caractérisée en ce que chaque brin conducteur (45A, 46A, 47A ;145A, 146A, 147A ;245A, 246A, 247 A) comprend des corrugations dans un plan de la première plaque (15A ; 115A ; 215A).
2. Bobine (10 ; 110 ; 210) selon la revendication 1 , comprenant au moins une deuxième plaque (15B ; 115B ; 215B) comportant un deuxième orifice central (25B ; 125B ; 225B), la deuxième plaque (15B ; 115B ; 215B) étant agencée en regard de la première plaque (15A ; 115A ; 215A) et espacée de celle-ci selon une direction transversale (T) perpendiculaire à chacune des plaques (15A, 15B ; 1 15A, 1 15B ; 215A, 215B), la deuxième plaque (15B ; 115B ; 215B) comprenant une pluralité de pistes conductrices (28B ; 128B ; 228B) respectives, ordonnées et s’enroulant autour du deuxième orifice central (25B ; 125B ; 225B), chaque piste conductrice (28B ; 128B ; 228B) de la deuxième plaque (15B ; 1 15B ; 215B) définissant une extrémité interne (30B ; 130B ; 230B) et une extrémité externe (35B ; 135B ; 235B) respectives, la bobine (10 ; 1 10 ; 210) comprenant en outre, pour chaque extrémité (30A , 35A; 130A, 135A ; 230A, 235A) de chaque piste conductrice (28A ; 128A ; 228A) de la première plaque (15A ; 1 15A ; 215A), une colonne conductrice s’étendant (22 ; 122 ; 222) selon la direction transversale (T) reliant ladite extrémité (30A , 35A; 130A, 135A ; 230A, 235A) à une extrémité (30B , 35B; 130B, 135B ; 230B, 235B) d’une piste conductrice (28A ; 128A ; 228A) respective de la deuxième plaque (15B ; 115B ; 215B).
3. Bobine (10 ; 1 10 ; 210) selon la revendication 2, dans laquelle la ou chaque plaque (15A, 15B ; 1 15A, 1 15B ; 215A, 215B) comprend, entre chaque paire de pistes conductrices (28A, 28B ; 128A, 128B ; 228A, 228B) successives, une bande isolante (37A, 37B ; 137A, 137B ; 237A, 237B) dont une largeur est constante et prédéfinie.
4. Bobine (10 ; 1 10 ; 210) selon la revendication 3, dans laquelle chaque brin conducteur (145A, 145B, 146A, 146B, 147A, 147B) est formé d’au moins deux voies conductrices (150A, 150B, 151 A, 151 B) espacées l’une de l’autre d’une voie isolante (152A, 152B) de même largeur que les bandes isolantes (137A).
5. Bobine (10 ; 1 10 ; 210) selon la revendication 3 ou 4, dans laquelle chaque piste conductrice (28A, 28B ; 128A, 128B ; 228A, 228B) d’une plaque respective (15A, 15B ; 1 15A, 1 15B ; 215A, 215B) est sensiblement alignée selon la direction transversale (T) avec une bande isolante (37A, 37B ; 137A, 137B, 152A, 152B ; 237A, 237B) de l’autre plaque (15A, 15B ; 1 15A, 115B ; 215A, 215B).
6. Bobine (10 ; 110 ; 210) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle chaque piste conductrice (28A ; 128A ; 228A) de la première plaque (15A ; 115A ; 215A) est sensiblement alignée selon la direction transversale (T) avec une piste conductrice (28B ; 128B ; 228B) correspondante de la deuxième plaque (15B ; 115B ; 215B).
7. Bobine (10 ; 1 10 ; 210) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle chaque brin conducteur (45A, 46A, 47A ;145A, 146A, 147A ;245A, 246A, 247 A) est formé à partir d’une pluralité d’arcs de cercle.
8. Bobine (10 ; 1 10 ; 210) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le premier orifice central (25A ; 125A ) présente une géométrie circulaire, les pistes conductrices (28A ; 128A ) de la première plaque étant identiques entre elles à une rotation près autour d’un centre du premier orifice central (25A ; 125A) de la première plaque (15A ; 115A).
9. Procédé de conception d’une bobine (10 ; 110 ; 210) selon l’une quelconque des revendications précédentes, le procédé étant mis en œuvre par un dispositif électronique de conception et comprenant les étapes suivantes : réception de dimensions du premier orifice central (25A ; 125A ; 225A), d’un nombre de pistes conductrices (28A ; 128A ; 228A) sur la première plaque (15A ; 1 15A ; 215A), d’une largeur de piste et d’une largeur d’une bande isolante (37A ; 137A, 152A ; 237A) entre deux pistes conductrices (28A ; 128A ; 228A), - génération d’au moins un motif élémentaire (40A ; 140A ; 240A, 241 A) à partir des dimensions, du nombre de pistes conductrices (28A ; 128A ; 228A) sur la première plaque (15A ; 115A ; 215A), de la largeur de piste et de la largeur d’une bande isolante entre deux pistes, reçus,
- concaténation du pluralité de fois le(s) même(s) motif(s) élémentaire(s) (40A ; 140A ; 240A, 241 A) pour former la bobine (10 ; 110 ; 210), et génération d’un fichier de la bobine (10 ; 110 ; 210) propre à être transmis à une machine de production en vue de la fabrication automatique de la bobine (10 ; 1 10 ; 210).
10. Produit programme d’ordinateur comprenant des instructions logicielles qui, lorsqu’elles sont exécutées par un ordinateur, mettent en œuvre un procédé de conception selon la revendication 9.
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