FR2816462A1 - Module convertisseur de puissance et dispositif convertisseur de puissance pour moteur a phases multiples avec pour chaque phase un tel module convertisseur de puissance - Google Patents
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Abstract
Dans un module convertisseur de puissance on connecte électriquement au choix une première zone d'entrée (74) avec un premier potentiel (+V) ou une deuxième zone d'entrée (102) avec un deuxième potentiel (-V) à une zone de sortie (104). Un groupe commutateur (24, 26, 28) comprend deux unités à semi-conducteur (32, 34) comprenant chacune une borne de pilotage (58). Une borne d'entrée (68) d'une (34) unité à semi-conducteur est connectée à la première zone d'entrée (74), et une borne d'entrée (62) de l'autre (32) unité à semi-conducteur est connectée à la deuxième zone d'entrée (102). Chaque unité à semi-conducteur (32) comprend une borne de sortie (62, 60) connectée à la zone de sortie (104). Les deux unités à semi-conducteur (32, 34) du groupe commutateur (24, 26, 28) sont opposées l'une à l'autre, de telle sorte que leurs bornes de sortie (62, 60) sont opposées l'une à l'autre.
Description
L'invention concerne un module convertisseur de puissance, dans lequel au
choix une première zone d'entrée destinée à la connexion avec un premier potentiel électrique prédéterminé ou une deuxième zone d'entrée destinée à la connexion avec un deuxième potentiel électrique prédéterminé peut être connectée électriquement à une zone de sortie, comportant au moins un groupe commutateur, ledit au moins un groupe commutateur comprenant deux unités de commutation à
semi-conducteur, chacune des unités de commutation à semi-
conducteur comprenant une borne de pilotage; une borne d'entrée de l'une des unités de commutation à semi-conducteur est connectée à la première zone d'entrée, et une borne d'entrée de l'autre unité de commutation à semi-conducteur est connectée à la deuxième zone d'entrée, et chaque unité de commutation à semi-conducteur comprend
une borne de sortie connectée à la zone de sortie.
On utilise de tels modules convertisseurs de puissance par exemple dans ce que l'on appelle des convertisseurs au moyen desquels on excite des moteurs électriques à phases multiples, comme par exemple des moteurs synchrones et asynchrones. Un schéma-bloc de principe d'un tel convertisseur pour un moteur électrique triphasé est illustré dans la figure 1. On voit que le convertisseur 10 illustré ici comprend trois modules convertisseurs 12, 14, 16. L'une des trois phases de
moteur 18, 20, 22 est excitée via chacun des modules convertisseurs.
Etant donné que les trois modules 12, 14, 16 présentent fondamentalement la même structure, on décrira dans ce qui suit la
structure de principe en se rapportant au module convertisseur 12.
Le module convertisseur 12 comprend par exemple quatre groupes
branchés en parallèle 24, 26, 28, 30 d'unités de commutation à semi-
conducteurs 32, 34. Dans l'exemple illustré, chacune de ces unités de commutation à semi-conducteurs comprend un IGBT (insulated gate
bipolar transistor) en tant qu'élément commutateur de puissance.
Chacun de ces IGBT comprend une grille G en tant que borne de pilotage et comporte des bornes d'émetteur ou de collecteur à mettre en circuit les unes avec les autres. Dans ce cas, la borne de collecteur du IGBT 32 est connectée de façon conductrice à la borne d'émetteur du
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IGBT 34. Ces deux bornes C et E des IGBT 32, 34 forment les bornes de sortie respectives connectées à la phase 18. La borne d'émetteur E du IGBT 32 forme la borne d'entrée de celui-ci et elle est connectée de façon conductrice au côté entrée 36 mis au potentiel -V. De manière correspondante, la borne de collecteur C du IGBT 34 forme la borne d'entrée de celui-ci et elle est connectée de façon conductrice au côté entrée 38 mis au potentiel +V. En fonction de l'application de la phase 18 au potentiel +V ou au potentiel -V, l'un des IGBT 32 ou 34 du groupe commutateur respectif 24, 26, 28, 30 est branché de façon conductrice et l'autre est coupé. De cette manière, on peut obtenir l'inversion requise des pôles des différentes phases du moteur. La mise en circuit parallèle de plusieurs IGBT est requise en particulier parce que dans le cas des moteurs électriques de haute puissance, les courants qui s'écoulent pendant le fonctionnement sont très élevés, ils peuvent atteindre par exemple jusqu'à 400A. Cependant, les éléments commutateurs de puissance individuels, comme par exemple les IGBT ou les MOSFET conviennent en règle générale pour des courants jusqu'à 50A. Grâce à la mise en circuit parallèle de plusieurs éléments commutateurs à semi-conducteur de puissance de ce type, on peut finalement obtenir par étages une adaptation aux exigences posées dans
le cas d'application concret.
L'adaptation des modules individuels d'un tel convertisseur aux exigences posées respectives exige en règle générale le développement de circuits spéciaux respectifs, et en prenant en compte la réalisation d'inductances aussi faibles que possible et d'une liaison thermique aussi bonne que possible à des systèmes de refroidissement existants, on réalise des cartes à circuits imprimés, comprenant essentiellement des substrats céramiques, et on les munit alors de transistors de puissance différents. Le développement de tels modules est très coûteux et mène finalement à des groupes structurels qui sont fragiles à l'égard des charges qui apparaissent pendant le fonctionnement réel, malgré l'utilisation de matériaux très coûteux, comme par exemple les substrats céramiques et malgré des techniques de fabrication compliquées lors de l'équipement avec les transistors de puissance individuels. Surtout les charges thermiques cycliques pendant les opérations de commutation peuvent mener à des ruptures, ce qui est favorisé également par les
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vibrations qui se produisent par exemple lors de l'utilisation dans des véhicules automobiles. On est également souvent confronté au problème de ce que l'on appelle transitoires de surtension lors de la commutation entre les transistors individuels en raison des inductances internes existantes. L'objectif sous-jacent à la présente invention est de proposer un module convertisseur de puissance qui présente une caractéristique de fonctionnement améliorée tout en assurant une possibilité de
fabrication à des coûts faibles.
Selon un premier aspect de la présente invention, cet objectif est atteint par un module convertisseur de puissance, dans lequel au choix une première zone d'entrée destinée à la connexion avec un premier potentiel électrique prédéterminé ou une deuxième zone d'entrée destinée à la connexion avec un deuxième potentiel électrique prédéterminé peut être connectée électriquement à une zone de sortie, comportant au moins un groupe commutateur, ledit au moins un groupe
commutateur comprenant deux unités de commutation à semi-
conducteur, chacune des unités de commutation à semi-conducteur comprenant une borne de pilotage; une borne d'entrée de l'une des unités de commutation à semi-conducteur est connectée à la première zone d'entrée, et une borne d'entrée de l'autre unité de commutation à semi- conducteur est connectée à la deuxième zone d'entrée, et chaque unité de commutation à semi-conducteur comprend une borne de sortie
connectée à la zone de sortie.
Dans ce module convertisseur de puissance, on prévoit en outre que les deux unités de commutation à semi-conducteur dudit au moins un groupe commutateur sont positionnées à l'opposé l'une de l'autre, de telle sorte que les bornes de sortie au moins de celles-ci sont opposées
l'une à l'autre.
Etant donné que l'on assure dans l'agencement conforme à l'invention que les deux unités de commutation à semi-conducteur présentent une distance minimale l'une de l'autre, en particulier dans le trajet du
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courant depuis la première zone d'entrée vers la deuxième zone d'entrée, on assure des inductances faibles de ces groupes commutateurs que l'on désigne par "demi-ponts". De plus, cette orientation des unités respectives d'un groupe commutateur tournées l'une vers l'autre permet "l'empilement" simple de plusieurs de ces groupes commutateurs successifs, ayant pour conséquence que dans le processus de développement on peut trouver de manière comparativement simple une conception pour le substrat et on atteint d'un autre côté une taille structurelle très petite de l'ensemble de
l'agencement.
Par exemple, on peut prévoir dans le module convertisseur de
puissance conforme à l'invention que les unités de commutation à semi-
conducteur comprennent chacune un boîtier de commutateur, que les boîtiers de commutateur sont agencés de manière à se faire face par un côté de connexion de boîtier, ledit côté de connexion de boîtier comprenant au moins les bornes de sortie, et que les boîtiers de commutateur des deux unités de commutation à semi-conducteur sont agencés en décalage l'un par rapport à l'autre dans une direction de décalage de boîtier, de telle sorte que les deux bornes de sortie sont opposées l'une à l'autre sensiblement sans décalage en direction de
décalage de boîtier.
En particulier l'utilisation de boîtiers de commutateur dans les unités de commutation à semi-conducteurs respectives mène à ce que les éléments commutateurs essentiels de celles-ci sont logés de façon protégée et sont ainsi mieux abrités contre des agressions externes, en
particuliers des agressions mécaniques.
Selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, on prévoit sur le côté de connexion de boîtier de l'unité de commutation à semiconducteur respective: - la borne de pilotage, - une première zone de mise en contact d'une première borne de mise en contact, - une deuxième zone de mise en contact,
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et que la deuxième borne de mise en contact de l'une des unités de commutation à semi-conducteur est opposée, en tant que sa borne de sortie, à la première zone de mise en contact de la première borne de mise en contact de l'autre unité de commutation à semi-conducteur, en tant que partie au moins de sa borne de sortie, et est donc connectée de
façon conductrice à celle-ci.
Pour exploiter aussi efficacement que possible l'espace structurel disponible ou nécessaire dans le module convertisseur de puissance conforme à l'invention, on propose de prévoir sur le boîtier de commutateur des unités de commutation à semi-conducteur une deuxième zone de mise en contact de la première borne de mise en contact, ladite deuxième zone de mise en contact étant connectée de façon conductrice à la première zone de mise en contact, que la deuxième zone de mise en contact de l'une des unités de commutation à semi-conducteur est connectée de façon conductrice, en tant que sa borne d'entrée, à la première zone d'entrée, et que la deuxième zone de mise en contact de l'autre des unités de commutation à semi-conducteur est connectée de façon conductrice, en tant que partie au moins de sa
borne de sortie, à la zone de sortie.
Selon une autre variante de réalisation du module convertisseur de puissance conforme à l'invention, la première zone de mise en contact de l'une des unités de commutation à semi-conducteur est connectée de façon conductrice, en tant que sa borne d'entrée, à la première zone d'entrée. Ici également, il est possible de prévoir, sur le boîtier de commutateur des unités de commutation à semi-conducteur, une deuxième zone de mise en contact de la première borne de mise en contact, ladite deuxième zone de mise en contact étant connectée de façon conductrice à la première zone de mise en contact, et la deuxième
zone de mise en contact de l'autre des unités de commutation à semi-
conducteur est connectée de façon conductrice, en tant que partie au
moins de sa borne de sortie, à la zone de sortie.
De préférence, on prévoit en outre dans une telle réalisation que la deuxième borne de mise en contact de l'autre des unités de
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commutation à semi-conducteur est connectée, en tant que sa borne
d'entrée, à la deuxième zone d'entrée.
Selon un autre aspect de la présente invention, l'objectif mentionné en introduction est atteint par un module convertisseur de puissance, dans lequel au choix une première zone d'entrée destinée à la connexion avec un premier potentiel électrique prédéterminé ou une deuxième zone d'entrée destinée à la connexion avec un deuxième potentiel électrique prédéterminé peut être connectée électriquement à une zone de sortie, comportant au moins un groupe commutateur, ledit au moins un groupe commutateur comprenant deux unités de commutation à
semi-conducteur, chacune des unités de commutation à semi-
conducteur comprenant une borne de pilotage; une borne d'entrée de l'une des unités de commutation à semi-conducteur est connectée à la première zone d'entrée, et une borne d'entrée de l'autre des unités de commutation à semi-conducteur est connectée à la deuxième zone d'entrée, et chaque unité de commutation à semi-conducteur comprend
une borne de sortie connectée à la zone de sortie.
Conformément à l'invention, on prévoit en outre que les unités de commutation à semi-conducteur comprennent chacune un boîtier de commutation, et que sur un côté de connexion de boîtier d'une unité de commutation à semi-conducteur respective sont prévues: - la borne de pilotage, - en option une première zone de mise en contact d'une première borne de mise en contact, - une deuxième zone de mise en contact, et que les unités de commutation à semi-conducteur dudit au moins un groupe commutateur sont positionnées de telle sorte qu'un côté de
connexion de boîtier de l'une des unités de commutation à semi-
conducteur est agencé à l'opposé d'un côté arrière de boîtier, opposé au côté de connexion de boîtier, de l'autre des unités de commutation à semiconducteur. Dans cet agencement également, on obtient une
disposition aussi dense que possible des unités de commutation à semi-
conducteur individuelles, ce qui est avantageux en particulier lorsque
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l'on prévoit un nombre plus important de groupes commutateurs pour
un seul module.
En raison de la disposition dense que l'on peut obtenir, il est en outre avantageux que les unités de commutation à semi-conducteur dudit au
moins un groupe commutateur se font face sensiblement sans décalage.
Pour maintenir aussi courts que possible les trajets des lignes ou des pistes conductrices sur un substrat dans ce mode de réalisation du module convertisseur de puissance conforme à l'invention, et d'éliminer ainsi aussi loin que possible des problèmes d'inductance, on propose en outre de prévoir, sur le boîtier de commutateur des unités de commutation à semi-conducteur, une deuxième zone de mise en contact de la première borne de mise en contact, ladite deuxième zone de mise en contact étant connectée de façon conductrice à la première zone de mise en contact, et que la deuxième borne de mise en contact de l'une des unités de commutation à semi-conducteur est connectée de façon conductrice, en tant que sa borne de sortie, à la deuxième zone de mise en contact de la première borne de mise en contact de l'autre des unités de commutation à semi-conducteur, en tant que sa borne de sortie. Par exemple, on peut prévoir que la deuxième zone de mise en contact soit prévue sur un côté fond du boîtier de commutateur respectif. Comme mentionné ci-dessus, en particulier dans des moteurs électriques plus puissants, il est nécessaire de concevoir les modules convertisseurs pour conduire des courants comparativement importants de l'ordre de plusieurs centaines d'Ampères. On propose par conséquent de prévoir une pluralité de groupes commutateurs, les unes des unités de commutation à semi-conducteur des groupes commutateurs étant agencées dans une première rangée, et les autres des unités de commutation à semi-conducteur des groupes commutateurs étant agencées dans une deuxième rangée. L'agencement par rangées de ces unités de commutation à semi-conducteur sur le substrat assure une disposition aussi dense que possible et ainsi également une configuration comparativement simple des pistes conductrices à
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réaliser sur le substrat des zones d'entrée différentes ou des zones de
sortie différentes.
Pour pouvoir mettre en contact de manière simple les bornes d'entrée ou de sortie individuelles avec les bornes de potentiel ou de phase différentes, on prévoit que toutes les bornes d'entrée des unes des unités de commutation à semi-conducteur sont connectées ou susceptibles d'être connectées à un système conducteur de la première zone d'entrée,
que toutes les bornes d'entrée des autres unités de commutation à semi-
conducteur sont connectées ou susceptibles d'être connectées à un système conducteur de la deuxième zone d'entrée et que toutes les bornes de sortie des unités de commutation à semi-conducteur sont connectées ou susceptibles d'être connectées à un système conducteur
de la zone de sortie.
Dans ce cas, on peut par exemple prévoir que le système conducteur de la première zone d'entrée et/ou le système conducteur de la deuxième zone d'entrée et/ou le système conducteur de la zone de sortie comprend un rail conducteur qui s'étend le long des rangées d'unités de commutation à semi-conducteur. Selon un autre mode de réalisation, la mise en contact avec les potentiels différents peut se faire en variante ou en supplément au fait que le système conducteur de la première zone d'entrée et le système conducteur de la deuxième zone d'entrée comprennent des plaques conductrices qui s'étendent sensiblement parallèlement l'une à l'autre et qui se trouvent ou doivent être agencées au-dessus des rangées d'unités de commutation à semi-conducteur. Cet agencement est préférable en particulier parce qu'il assure également la mise en contact de plusieurs modules situés les uns à côté des autres
avec les potentiels différents au moyen des mêmes plaques.
Pour maintenir aussi faibles que possible les inductances dans ces zones également de la mise en contact avec les potentiels, on prévoit que les rails conducteurs ou plaques conductrices associé(e)s à la première zone d'entrée et à la deuxième zone d'entrée sont agencé(e)s de manière à venir en appui mutuel du moins localement avec
interposition d'un matériau d'isolation.
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De plus, on peut prévoir dans un module convertisseur de puissance conforme à l'invention que toutes les bornes de pilotage des unes des unités de commutation à semi-conducteur sont connectées de préférence via une résistance respective à une ligne de pilotage de la première rangée d'unités de commutation à semi-conducteur, et que
toutes les bornes de pilotage des autres unités de commutation à semi-
conducteur sont connectées de préférence via une résistance à une ligne
de pilotage de la deuxième rangée d'unités de commutation à semi-
conducteur.
Pour pouvoir obtenir la meilleure évacuation de chaleur possible hors de la zone des commutateurs de puissance individuels, tout en assurant une structure aussi économique que possible, on prévoit que ledit au moins un groupe commutateur est agencé sur un substrat métallique isolé. Comme déjà expliqué, les unités de commutation à semi-conducteur individuelles peuvent comprendre chacune au moins un élément commutateur semiconducteur IGBT (insulated gate bipolar transistor) ou au moins un élément commutateur semi-conducteur MOSFET
(metal oxide semi-conductor field effect transistor).
Pour maintenir aussi faibles que possible les charges mécaniques mentionnées de tels éléments commutateurs à semi-conducteur, on prévoit que ledit au moins un élément commutateur semi-conducteur
soit noyé dans le boîtier de commutateur.
La présente invention concerne en outre un dispositif convertisseur de puissance pour un moteur électrique à phases multiples, comportant en association à chaque phase du moteur électrique au moins un module
convertisseur de puissance conforme à l'invention.
Comme déjà mentionné, dans un tel développement d'un dispositif convertisseur, on peut prévoir que toutes les bornes d'entrée des unes
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des unités de commutation à semi-conducteur sont connectées ou susceptibles d'être connectées à la plaque conductrice de la première zone d'entrée, et que toutes les bornes d'entrée des autres unités de commutation à semi-conducteur sont connectées ou susceptibles d'être connectées à la plaque conductrice de la deuxième zone d'entrée. La présente invention sera expliquée plus en détail dans ce qui suit en se rapportant à des exemples de réalisation préférés illustrés dans les dessins. Les figures montrent: figure 1, une vue de principe de la structure de la mise en circuit d'un convertisseur utilisé pour un moteur électrique à trois phases et comportant trois modules convertisseurs; figure 2, une vue de dessus sur un module convertisseur conforme à l'invention; figure 3, une vue en coupe transversale du module convertisseur illustré dans la figure 2; figure 4, une vue en coupe transversale correspondante à celle de la figure 3 d'un convertisseur conforme à l'invention comportant trois modules convertisseurs; figure 5, une vue de dessus partielle sur un module convertisseur conforme à l'invention selon une variante de réalisation; figure 6, une vue en coupe transversale du module convertisseur illustré dans la figure 5, suivant une ligne VI-VI de la figure 5; et figure 7, une vue de dessus partielle d'un autre mode de réalisation d'un
module convertisseur conforme à l'invention.
Les figures 2 à 4 illustrent un premier mode de réalisation d'un module convertisseur de puissance conforme à l'invention. On notera que ce module convertisseur de puissance suit les principes illustrés de l'agencement de mise en circuit illustré dans la figure 1 et qu'il comprend une pluralité de groupes commutateurs ou de demi-ponts décrits dans ce qui suit et formés chacun par deux unités de commutation à semi- conducteur de puissance. Dans les exemples illustrés, on se rapporte donc uniquement à un seul module convertisseur de puissance de ce type, mais, comme on le voit dans la l l 2816462 figure 4, on peut associer plusieurs de ces modules en fonction du nombre de phases d'un moteur électriques à phases multiples, par exemple un moteur synchrone ou un moteur asynchrone. De plus, on notera que dans les exemples illustrés, on illustre des IGBT en tant qu'éléments commutateurs à semi-conducteur de puissance. Bien entendu, on peut également utiliser d'autres éléments commutateurs à
semi-conducteur de puissance, comme par exemple des MOSFET.
Dans l'exemple de réalisation illustré dans les figures 2 à 4, le module convertisseur de puissance 12 comprend en tant que support un substrat métallique isolé 40. Celui-ci comprend une plaque porteuse 42 en métal, par exemple en aluminium, sur laquelle est prévue une couche d'isolation 44, par exemple une feuille en matière plastique. Comme on le décrira dans ce qui suit, on prévoit alors sur cette couche d'isolation 44 plusieurs pistes conductrices ou surfaces de mise en contact via lesquelles on peut alors établir des connexions électriques vers les
zones ou composants différents.
Comme on le voit dans la figure 2, on prévoit sur le substrat métallique isolé 40 huit groupes commutateurs dont seuls les trois groupes supérieurs sont désignés par les chiffres de référence 24, 26, 28. Ces groupes commutateurs 24, 26, 28 etc., comprennent chacun deux unités de commutation à semi-conducteur, de sorte que finalement chaque paire d'unités de commutation à semi-conducteur 32, 34 forme un
demi-pont. Les groupes commutateurs individuels 24, 26, 28 etc., c'est-
à-dire les paires individuelles d'unités de commutation à semi-
conducteur 32, 34, sont ainsi agencés les uns par rapport aux autres
qu'il se produit deux rangées 46, 48 d'unités de commutation à semi-
conducteur, rangées dans lesquelles les unités de commutation à semi-
conducteur individuelles présentent sensiblement la même orientation
et sont agencées étroitement les unes à côté des autres.
Chacune des unités de commutation à semi-conducteur 32, 34 comprend un boîtier de commutateur 50, 52 visible également dans la figure 3. Il peut s'agir de boîtiers standard qui sont simples à manipuler sur le plan de la fabrication. Les éléments commutateurs proprement
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dits qui sont illustrés dans la figure 1 montrant leur mise en circuit sont alors mis en place et logés dans les boîtiers de commutateur 50, 52 formés en règle générale en matière plastique, de sorte qu'ils y sont portés de façon fixe et solide et qu'ils sont moins exposés aux influences liées aux vibrations. Les trois bornes des éléments commutateurs à semi-conducteur ou des IGBT sont connectées de façon électriquement conductrice à des bornes prévues dans les boîtiers de commutateur 50, 52 individuels. Ces lignes de connexion minces à l'intérieur du boîtier de commutateur 50, 52 peuvent également être noyées dans le matériau et sont donc également moins exposées aux influences environnementales et également aux influences liées aux vibrations. Les boîtiers de commutateur 50, 52 comprennent chacun un côté de 1 5 mise en contact 54, 56 sur lequel sont prévues trois pattes de connexion
58, 60, 62. La patte de connexion 58 sert de borne de pilotage (grille).
La patte de connexion 60 est une première zone de mise en contact du collecteur et la patte de connexion 62 forme une borne de mise en contact via laquelle l'émetteur du IGBT agencé dans le boîtier de commutateur respectif 50, 52 peut être mis en contact. De plus, on prévoit sur un côté de fond 64 et 66, positionné avec orientation vers le substrat 40, respectivement du boîtier de commutation 50, 52, une autre zone de mise en contact 68 qui est connectée directement de façon électriquement conductrice à la patte de connexion 60, de sorte que la patte de connexion 60 et la borne de mise en contact 68 prévue sur le côté fond 64, 66 forment finalement une borne de mise en contact associée au collecteur de l'élément commutateur à semi-conducteur respectif. Dans la rangée 48 d'unités de commutation à semi-conducteur 34, les bornes de collecteur respectives C, c'est-à-dire la borne de mise en contact formée par les zones de mise en contact 68, 60, forment la borne d'entrée des unités de commutation à semi-conducteur 34. Donc, pour pouvoir mettre en contact le collecteur du IGBT prévu dans un boîtier de commutateur respectif 52 avec le potentiel prévu +V, on a réalisé sur le substrat 40 plusieurs surfaces de mise en contact 70 en matériau conducteur. Les surfaces de mise en contact 70 sont ainsi
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dimensionnées qu'elles peuvent recevoir chacune deux boîtiers de commutation 52 immédiatement successifs en direction de la rangée 48, de sorte que grâce à un brasage des zones de mise en contact 68 de ces deux boîtiers de commutateur 52, on établit aussi bien une connexion électriquement conductrice qu'une liaison mécanique ferme entre les boîtiers de commutateur 52 et le substrat 40 ou les surfaces de mise en contact 70 prévues sur celui-ci. On a fixé sur chacune des surfaces de mise en contact 70 un goujon conducteur 72 en saillie vers le haut, via lequel on établit la connexion électrique avec un potentiel, comme on le décrira encore dans ce qui suit. Ces surfaces de mise en contact 70 avec le goujon associé 72 forment donc chacune une partie d'une première zone d'entrée 74 qui est cette zone d'entrée 74 à laquelle
les bornes d'entrée de la rangée 48 des unités de commutation à semi-
conducteur 34, c'est-à-dire leurs zones de mise en contact 68, sont
1 5 connectées de façon électriquement conductrice.
De plus, on voit sur le substrat 40 une piste conductrice de pilotage 76 qui s'étend depuis les côtés de connexion de boîtier des unités de commutation à semi-conducteur 34. Les pattes 58, c'est-à-dire les bornes de pilotage des unités de commutation à semi-conducteur 34, sont connectées de façon conductrice à cette piste conductrice de pilotage 76 via des résistances de découplage respectives 78. De plus, on prévoit une piste conductrice de référence 80 qui s'étend parallèlement à la piste conductrice de pilotage 76 sur le substrat 40 et qui est connectée defaçon conductrice aux pattes respectives 62 des unités de commutation à semi-conducteur 34, c'est-à-dire aux bornes d'émetteur. Cette piste conductrice de référence 80 forme un potentiel de référence pour la piste conductrice de pilotage 76, de sorte que la tension de pilotage qui est appliquée pour la commutation conductrice du IGBT respectif aux bornes de grille G de celui-ci, c'est-à-dire aux pattes 58, possède à titre de potentiel de référence le potentiel des bornes d'émetteur, c'est-à-dire des pattes 62 ou de la piste conductrice 80.
Les pattes de connexion ou les bornes de mise en contact 62, c'est-à-
dire les bornes d'émetteur des IGBT individuels forment simultanément
également les bornes de sortie des unités de commutation à semi-
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conducteur respectives 34 de la rangée 48. Chacune de ces bornes de mise en contact, c'est-à-dire chaque patte 62, est connectée de façon conductrice à une surface de mise en contact 82 qui est prévue sur le substrat 40 et qui s'étend dans sa direction longitudinale en éloignement sensiblement rectiligne depuis le côté de connexion de boîtier respectif 56 des unités de commutation à semi-conducteur 34 en direction vers la rangée 46 d'unités de commutation à semi-conducteur 32. On voit dans la figure 2 que les pattes 60, c'est-à-dire les bornes de collecteur des unités de commutation à semi-conducteur 32 sont connectées de façon conductrice à ces surfaces de mise en contact 82. En particulier,
l'association en position des deux unités de commutation à semi-
conducteur 32, 34 d'un groupe commutateur respectif 24, 26, 28 etc. est telle que la patte 62, c'est-à-dire la borne d'émetteur des unités de commutation à semi-conducteur 34 est à l'opposé des unités de commutation à semi-conducteur 32, et ceci immédiatement et sans décalage dans la direction des rangées individuelles 46, 48 des pattes , c'est-à-dire de la borne de collecteur ou de la zone de connexion de collecteur. Ainsi, on établit une connexion conductrice aussi courte que possible entre ces deux pattes 60, 62 formant respectivement des bornes de sortie des unités de commutation à semi-conducteur 32, 34, et on obtient l'avantage d'une inductance aussi faible que possible. La patte 60 des unités de commutation à semi-conducteur 32 est connectée de façon conductrice à la zone de mise en contact 68 prévue sur le côté fond 64 du boîtier de commutateur 50, comme déjà décrit ci-dessus, et elle forme conjointement avec celle-ci finalement la borne de sortie des unités de commutation à semi-conducteur 32. En association à celles-ci sont également prévues des surfaces de mise en contact 84 sur le substrat, qui sont de nouveau ainsi dimensionnées que deux unités de commutation à semi-conducteur 32 respectives trouvent de la place sur une surface de mise en contact 84 et qu'elles peuvent y être fixées par brasage avec leurs zones de mise en contact 68. Sur les zones des surfaces de mise en contact 84, qui dépassent sur les côtés postérieurs respectifs 86 des unités de commutation à semi-conducteur 32, on prévoit de nouveau des goujons conducteurs 88 sur celles-ci, via lesquels on établit alors le branchement électrique ou la connexion électrique avec une phase respective du moteur électrique piloté,
comme on le décrira encore dans ce qui suit.
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On a associé également aux bornes de pilotage, c'est-à-dire aux pattes 58, des unités de commutation à semi-conducteur 32 une piste conductrice de pilotage 90 sur le substrat 40, laquelle s'étend le long du
côté de connexion de boîtier 54 des unités de commutation à semi-
conducteur 32 et qui est connectée de façon conductrice de nouveau via des résistances de découplage 92 aux pattes 58. À côté de la piste conductrice de pilotage 90 s'étend alors de nouveau la piste conductrice de référence 94 à laquelle les bornes de mise en contact, c'est-à-dire les pattes 62 sont connectées de façon conductrice, afin de réaliser un potentiel de référence pour le pilotage des IGBT prévus dans les boîtiers 50. De plus, les pattes 58 qui forment finalement les bornes d'entrée des unités de commutation à semi-conducteur 32 sont connectées de façon conductrice à des surfaces de mise en contact respectives 96. Au moyen de ces surfaces de mise en contact 96, des goujons conducteurs 100 respectifs sont connectés à des ponts 98 pontant les surfaces de mise en contact respectives 82, goujons qui établissent la connexion électriquement conductrice avec le potentiel -V, comme on le décrira encore dans ce qui suit. Ces surfaces de mise en contact 96 avec les ponts 98 et avec les goujons conducteurs 100 forment donc finalement une deuxième zone d'entrée désignée généralement par la référence 102, ou bien une partie de celle-ci. De manière correspondante, les surfaces de mise en contact 84 ainsi que les goujons conducteurs 88 forment alors au moins une partie de la
zone de sortie 104 d'un module respectif 12.
Grâce à l'agencement en décalage des unités de commutation à semi-
conducteur 32, 34 d'un groupe commutateur respectif 24, 26, 28 etc., on obtient une disposition extrêmement dense de l'ensemble des unités de commutation à semi-conducteur, et les trajets de connexion nécessaires sur le substrat sont maintenus extrêmement courts, et les inductances produites en particulier en cas de hautes tensions et en cas de durées de commutation courtes sont maintenues très faibles. À l'égard de sa conception, un tel module se laisse adapter sans problème à des exigences différentes. Par exemple, on prévoit dans l'exemple illustré dans la figure 2 avec huit demi-ponts proprement dits dont chacun est conçu pour 50A, une utilisation dans un moteur électrique dans lequel un courant de l'ordre de 400A doit s'écouler dans chaque
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phase. Grâce à une réalisation en correspondance plus longue ou plus courte du substrat 40 avec un nombre d'autant plus grand ou plus faible
de zones de contact au niveau desquelles on peut prévoir des demi-
ponts respectifs, on peut procéder à une adaptation par étages à des courants différents requis. De même, l'opération de fabrication se laisse exécuter de manière comparativement simple, car on n'a pas besoin d'agencer les éléments commutateurs à semi-conducteur eux-mêmes, donc par exemple les IBGT ou les MOSFET, sur le substrat et les connecter de façon conductrice à celui-ci, mais les boîtiers de commutateur réalisés sous forme de composants normalisés peuvent être saisis par des machines correspondantes et être agencés sur le substrat. En résumé, on notera donc à l'égard de ce mode de réalisation d'un module convertisseur de puissance que dans la rangée 48 d'unités de
commutation à semi-conducteur 34, ce sont les bornes de grille, c'est-à-
dire les pattes 58, qui forment les zones de pilotage des unités de commutation à semi-conducteur respectives 34, et les zones de mise en contact 68 situées sur le côté fond 66 des boîtiers de commutateur 52 forment les bornes d'entrée. Les pattes 60 connectées de façon conductrice à ces zones de mise en contact 68 peuvent ici par exemple être coupées à la pince ou être complètement omises, car elles ne sont pas mises en contact. Ces bornes d'entrée ou zones de mise en contact 68 sont alors connectées de façon conductrice à la zone d'entrée 74 pour le potentiel +V. De manière correspondante, dans les unités de commutation à semi-conducteur 32 de la rangée 46, les bornes d'émetteur ou les pattes 62 forment les bornes d'entrée et sont
connectées de façon conductrice à la zone d'entrée 104 du potentiel -V.
Ici également, les bornes de grille, c'est-à-dire les pattes 58, forment les zones de pilotage. Les bornes de collecteur, c'est-à-dire les pattes 60 des unités de commutation à semi-conducteur 32 sont connectées de façon conductrice, en tant que partie au moins de leur borne de sortie, aux bornes d'émetteur, c'est-à-dire aux pattes 62 des unités de commutation à semi-conducteur 34, et ceci sur le trajet le plus court via les surfaces de mise en contact 82. Les zones de mise en contact 68 connectées de façon conductrice à ces pattes 60 sur le côté arrière des
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boîtiers 50 établissent la connexion conductrice avec la zone de sortie 104. En se rapportant aux figures 3 et 4, on décrira dans ce qui suit comment on peut connecter les deux zones d'entrée 74, 102 ou la zone de sortie 104 de façon électriquement conductrice à une source de tension. On voit tout d'abord que les goujons conducteurs 88 de la zone de sortie 104 sont connectés de façon conductrice à un rail conducteur 106 qui s'étend orthogonalement au plan du dessin de la figure 3 et qui est vissé sur les goujons conducteurs 88. Ce rail conducteur 106 mène à la phase du moteur électrique associée au module convertisseur de puissance illustré dans la figure 3. De plus, deux plaques conductrices 108, 110 qui s'appliquent l'une contre l'autre avec interposition d'un matériau isolant 112 se trouvent au-dessus du module convertisseur de puissance 12. La plaque conductrice 108 forme la connexion conductrice entre les goujons conducteurs 72 de la zone d'entrée 74 et le potentiel positif +V d'une source de tension, par exemple une batterie. De manière correspondante, la plaque conductrice 110 forme la connexion conductrice entre les goujons conducteurs 100 de la zone d'entrée 102 et le potentiel -V de la source de tension. Les plaques conductrices 108, 110 se trouvent sensiblement par toute la surface au-dessus du substrat 40, et dans celle des zones dans laquelle l'une des plaques conductrices 108, 110 doit être connectée à un goujon conducteur respectif 72 ou 100, l'autre plaque conductrice respective et le matériau d'isolation 112 présentent des traversées 114, 116, 118, 120. On visse alors à travers les traversées 116, 120 de la plaque conductrice 110 ou du matériau d'isolation 112 des boulons 124 au moyen desquels la plaque conductrice 108 est fermement reliée aux goujons conducteurs 72. Les goujons conducteurs 100 traversent les traversées 114, 118 respectivement dans la plaque conductrice 108 et dans le matériau d'isolation 112, et ils sont alors reliés à la plaque conductrice 100
également fermement par des boulons.
Ici également, on obtient une inductance aussi faible que possible par le positionnement aussi proche que possible des plaques conductrices individuelles 108, 110. De plus, ce type de mise en contact permet le regroupement simple de plusieurs modules convertisseurs de puissance
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pour former un convertisseur total 10 qui est illustré dans la figure 4.
On voit ici les trois modules 12, 14, 16 situés les uns à côté des autres qui sont associés aux trois phases d'un moteur électrique. Chacun des modules convertisseurs 12, 14, 16 est conçu comme décrit auparavant en se rapportant aux figures 2 et 3. Au-dessus des ces modules convertisseurs 12, 14, 16 se trouvent maintenant les plaques conductrices 108, 110 auxquelles les modules convertisseurs 12, 14, 16 sont fermement reliés, et qui sont connectées à leur tour de façon conductrice aux potentiels différents d'une source de tension. De cette manière, on peut obtenir un mode de construction extrêmement compact et solide d'un convertisseur 10 dans lequel les modules convertisseurs individuels 12, 14, 16 sont finalement également reliés fermement les uns aux autres via les plaques conductrices 108, 110. On voit en outre les trois rails conducteurs 106 qui s'étendent le long du côté arrière 86 des unités de commutation à semi-conducteur 32 et qui
mènent aux phases du moteur à exciter.
Les figures 5 et 6 illustrent une variante de réalisation d'un module convertisseur de puissance conforme à l'invention dans lequel on
applique les mêmes principes d'agencement que dans ce qui précède.
Les composants qui correspondent de par leur structure ou fonction aux composants décrits auparavant sont désignés par les mêmes chiffres de
référence en ajoutant un indice "a".
On voit que les unités de commutation à semi-conducteur 32a, 34a du groupe commutateur respectif 24a, 26a etc. sont décalées l'une par rapport à l'autre en direction des rangées 46a, 48a, de telle sorte que les bornes de mise en contact ou pattes 62a ou 60a formant les bornes de sortie respectives ou des parties de celles-ci sont immédiatement opposées l'une à l'autre sensiblement sans décalage pour la mise en contact commune des surfaces de mise en contact 82a. On voit que les surfaces de mise en contact 82a sont réalisées d'un seul tenant avec la piste conductrice de référence 80a, ce qui peut être le cas bien entendu également dans le mode de réalisation selon les figures 1 à 3. Il en est de même pour les surfaces de mise en contact 96a qui sont réalisées
d'un seul tenant avec la piste conductrice de référence 94a.
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Approximativement au milieu entre les deux rangées 46a, 48a s'étendent deux rails conducteurs 130a, 132a. Le rail conducteur 130a qui s'étend donc en direction de la rangée 46a comprend, dans ses zones situées audessus des surfaces de mise en contact 96a, des pieds 134a en saillie vers le bas qui sont connectés de façon conductrice aux surfaces de mise en contact 96a et ainsi aux pattes 62a. De manière correspondante, le rail conducteur 132a comprend, dans ses zones situées au-dessus des surfaces de mise en contact respectives 138a, des pieds 140a en saillie vers le bas qui sont connectés de façon conductrice à ces surfaces de mise en contact 138a. De plus, les pattes a, c'est-à-dire les bornes de collecteur des unités de commutation à semi-conducteur 34a, sont connectées de façon conductrice à ces surfaces de mise en contact 138a. Les zones de mise en contact 68a des boîtiers de commutateur 52a prévues sur les côtés de fond 66a des boîtiers 52a sont fixées par brasage sur les surfaces de mise en contact a du substrat 40a, mais on prévoit ici seulement une liaison à titre de fixation mécanique et non pas à titre de connexion électriquement conductrice. Entre les deux rails conducteurs 130a, 132a ou entre les pieds respectifs 134a, 140a est prévu de nouveau un matériau d'isolation 142a, de sorte que les rails conducteurs 130a, 132a s'appliquent finalement via ce matériau d'isolation 142a l'un contre l'autre et qu'ils s'étendent donc très près l'un de l'autre. Le rail conducteur 130a établit alors pour le module convertisseur 12a la connexion conductrice de la zone d'entrée 102a de celui-ci avec le potentiel négatif-V, et le rail conducteur 132a établit la connexion conductrice de la zone d'entrée 74a avec le potentiel positif +V. La différence essentielle réside, outre dans la réalisation en forme de rail de ce système de connexion avec le potentiel, dans le fait que les zones de mise en contact ou pattes 60a servent de bornes d'entrée dans
les unités de commutation à semi-conducteur 34a.
Dans la zone de sortie 104a, la connexion conductrice avec la phase respective du moteur électrique à piloter est également établie par une barre conductrice ou par un rail conducteur 144a qui s'étend sur le côté arrière 86a le long des unités de commutation à semi-conducteur 32a
ou de leur boîtier 50a.
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Dans le mode de réalisation selon les figures 5 et 6, on voit en outre
que les pistes conductrices de pilotage 76a, 90a s'étendent en partie au-
dessous des boîtiers 50a, 52a, de sorte que l'espace structurel disponible est ici encore mieux exploité. Bien entendu, ces pistes conductrices de pilotage 76a, 90a qui sont connectées chacune via les résistances 78a, 92a aux pattes 58a des unités de commutation à semi- conducteur 32a, 34a ne sont pas connectées aux zones de mise en contact 68a prévues
sur les côtés de fond 64a, 66a des boîtiers 50a, 52a.
Un autre mode de réalisation modifié du module convertisseur conforme à l'invention est illustré dans la figure 7. Les composants qui correspondent de par leur structure ou fonction aux composants décrits auparavant sont désignés par les mêmes chiffres de référence en
ajoutant un indice "b".
On voit un agencement dans la figure 7, dans lequel les unités de commutation à semi-conducteur 32b, 34b des groupes commutateurs individuels 24b, 26b etc. sont opposées l'une à l'autre ou agencées l'une à côté de l'autre sans décalage en direction des rangées 46b, 48b. De plus, l'agencement est tel que le côté arrière 86b des unités de commutation à semi-conducteur 32b est à l'opposé du côté de connexion de boîtier 56b des unités de commutation à semi-conducteur
34b. Ceci signifie que les deux unités de commutation à semi-
conducteur 32b, 34b du groupe commutateur respectif 24b, 26b etc.,
sont agencées avec la même orientation sur le substrat 40b.
Les surfaces de mise en contact 70b ou les goujons conducteurs 72b
sont de nouveau associé(e)s aux unités de commutation à semi-
conducteur 34b de la rangée 48b. Pour les unités de commutation à semiconducteur 32b de la rangée 46b, on prévoit maintenant des surfaces de mise en contact 150b. Sur ces surfaces de mise en contact b on peut par exemple fixer par brasage de nouveau deux unités de commutation à semiconducteur 32b agencées immédiatement l'une à côté de l'autre, avec les zones de mise en contact 68b prévues sur leurs côtés de fond 64b, qui ne sont pas illustrées dans la figure 7. De plus,
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les bornes de mise en contact 62b, donc les bornes d'émetteur, des unités de commutation à semi-conducteur 32b sont de nouveau connectées de façon conductrice à ces surfaces de mise en contact b. Les goujons conducteurs 88b de la zone de sortie 104b se trouvent maintenant entre les deux rangées 46b, 48b et ils sont en contact conducteur avec les surfaces de mise en contact 150b. Les zones de mise en contact 68b prévues dans la zone de fond 64b des boîtiers de commutateur individuels 50b de la rangée 46b forment
finalement les zones de sortie de ces unités de commutation à semi-
conducteur 32b. Les bornes d'entrée des unités de commutation à semi-
conducteur 32b sont formées par les pattes 62b, c'est-à-dire par les bornes d'émetteur de celles-ci, qui sont connectées de façon
conductrice à une surface de mise en contact 152b sur le substrat 40b.
Les goujons conducteurs 100b de la zone d'entrée 102b sont connectés
de façon conductrice à ces surfaces de mise en contact 152b.
Au-dessus des rangées 46b, 48b peuvent se trouvent de nouveau les plaques conductrices visibles dans la figure 3 ou dans la figure 4, qui sont alors connectées aux goujons conducteurs 72b, 100b, comme décrit dans ce qui précède. Les rails conducteurs de la zone de sortie
s'étendent alors le long des rangées 46b, 48b et entre celles-ci.
On voit dans le mode de réalisation selon la figure 7 que dans les deux rangées 46b, 48b d'unités de commutation à semi-conducteur 32b, 34b, les bornes de collecteur respectives, c'est-à-dire les pattes 60b qui sont connectées de façon conductrice aux zones de mise en contact situées sur le côté fond, ne sont plus utilisées. On peut donc les enlever ou bien
on n'a pas besoin de les prévoir dès le départ.
De plus, on voit dans la figure 7 que grâce aux unités de commutation à semi-conducteur 32b, 34b positionnées sans décalage les unes par rapport aux autres d'un groupe commutateur respectif 24b, 26b, on permet une disposition encore plus dense des unités de commutation à semi-conducteur, de sorte que l'on peut réduire l'espace structurel occupé dans l'ensemble ou bien la surface à mettre à disposition sur un substrat.
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On notera encore, pour tous les modes de réalisation décrits dans ce qui précède d'un module convertisseur conforme à l'invention, que l'on n'a
pas forcément besoin de prévoir un seul élément commutateur à semi-
conducteur de ce type dans les boîtiers de commutateur individuels qui reçoivent les éléments commutateurs à semi-conducteurs proprement dits, donc par exemple les IGBT ou les MOSFET, mais que l'on peut
prévoir dans ces boîtiers déjà plusieurs éléments commutateurs à semi-
conducteur de ce type mis en circuit en parallèle les uns par rapport aux autres, selon les exigences en fonctionnement. Dans toutes les variantes de réalisation conformes à l'invention, grâce à la disposition dense des unités de commutation à semi-conducteur et grâce aux courts trajets conducteurs possibles, on obtient une inductance extrêmement faible dans les demi-ponts respectifs. De plus, tous les modes de réalisation présentent l'avantage que l'on peut les échelonner en étages de manière quelconque en ajoutant plusieurs demi-ponts de ce type, comme déjà mentionné, et de pouvoir les adapter ainsi aux courants qui se produisent pendant le fonctionnement, et on peut alors prolonger sans
problème les rangées respectives d'unités de commutation à semi-
conducteur, lors du développement de tels modules, ce que l'on peut obtenir respectivement par une réalisation d'autant plus longue ou plus courte du substrat et des pistes conductrices à prévoir sur celui-ci. De même, les composants électriques servant au découplage, comme par exemple les résistances mentionnées, peuvent alors déjà être intégrés dans ces modules, de sorte que l'on peut encore intensifier le caractère modulaire.
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Claims (22)
1. Module convertisseur de puissance, dans lequel au choix une première zone d'entrée (74; 74a) destinée à la connexion avec un premier potentiel électrique prédéterminé (+V) ou une deuxième zone d'entrée (102; 102a) destinée à la connexion avec un deuxième potentiel électrique prédéterminé (-V) peut être connectée électriquement à une zone de sortie (104; 104a), comportant au moins un groupe commutateur (24, 26, 28; 24a, 26a, 28a), ledit au moins un groupe commutateur (24, 26, 28; 24a, 26a, 28a) comprenant deux unités de commutation à semi-conducteur (32, 34; 32a, 34a), chacune des unités de commutation à semi-conducteur (32, 34,; 32a, 34a) comprenant une borne de pilotage (58; 58a); une borne d'entrée (68; a) de l'une (34; 34a) des unités de commutation à semi-conducteur (32, 34; 32a, 34a) est connectée à la première zone d'entrée (74; 74a), et une borne d'entrée (62; 62a) de l'autre (32; 32a) des unités de commutation à semi-conducteur (32, 34; 32a, 34a) est connectée à la deuxième zone d'entrée (102; 102a); et chaque unité de commutation à semi-conducteur (32, 34; 32a, 34a) comprend une borne de sortie (62, 60; 62a, 60a) connectée à la zone de sortie (104; 104a),
caractérisé en ce que les deux unités de commutation à semi-
conducteur (32, 34; 32a, 34a) dudit au moins un groupe commutateur (24, 26, 28; 24a, 26a) sont positionnées à l'opposé l'une de l'autre, de telle sorte que les bornes de sortie (62, 60; 62a, 60a) de celles-ci au
moins sont opposées l'une à l'autre.
2. Module convertisseur de puissance selon la revendication 1, caractérisé en ce que les unités de commutation à semi-conducteur (32, 34; 32a, 34a) comprennent chacune un boîtier de commutateur (50, 52; 50a, 52a), en ce que les boîtiers de commutateur (50, 52; 50a, 52a) sont agencés de manière à se faire face par un côté de connexion de boîtier (54, 56; 54a, 56a), ledit côté de connexion de boîtier (54, 56; 54a, 56a) comprenant au moins les bornes de sortie (62, 60; 62a, 60a), et en ce que les boîtiers de commutateur (50, 52; 50a, 52a) des deux unités de commutation à semi-conducteur (32, 34; 32a, 34a) sont agencés en décalage l'un par rapport à l'autre dans une direction de décalage de boîtier, de telle sorte que les deux bornes de sortie (62, 60;
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62a, 60a) sont opposées l'une à l'autre sensiblement sans décalage en
direction de décalage de bottier.
3. Module convertisseur de puissance selon la revendication 2, caractérisé en ce que sur le côté de connexion de boîtier (54, 56; 54a, 56a) d'une unité de commutation à semi-conducteur respective (32, 34; 32a, 34a) sont prévues: - la borne de pilotage (58; 58a), - une première zone de mise en contact (60; 60a) d'une première borne de mise en contact (60, 68; 60a, 68a), - une deuxième zone de mise en contact (62, 62a) et en ce que la deuxième borne de mise en contact (62; 62a) de l'une (34; 34a) des unités de commutation à semi-conducteur (32, 34; 32a, 34a) est opposée, en tant que sa borne de sortie, à la première zone de mise en contact (60; 60a) de la première borne de mise en contact (60, 68; 60a, 68a) de l'autre unité de commutation à semi-conducteur (32; 32a), en tant qu'une partie au moins de sa borne de sortie, et est donc
connectée de façon conductrice à celle-ci.
4. Module convertisseur de puissance selon la revendication 3, caractérisé en ce que sur le bottier de commutateur (50, 52) des unités de commutation à semi-conducteur (32, 34) est prévue une deuxième zone de mise en contact (68) de la première borne de mise en contact (60, 68), ladite deuxième zone de mise en contact (68) étant connectée de façon conductrice à la première zone de mise en contact (60), en ce que la deuxième zone de mise en contact (68) de l'une (34) des unités de commutation à semi-conducteur (32, 34) est connectée de façon conductrice, en tant que sa borne d'entrée, à la première zone d'entrée (74), et en ce que la deuxième zone de mise en contact (68) de l'autre (32) des unités de commutation à semi-conducteur (32, 34) est connectée de façon conductrice, en tant que partie de sa borne de sortie,
à la zone de sortie (104).
5. Module convertisseur de puissance selon la revendication 3, caractérisé en ce que la première zone de mise en contact (60a) de l'une
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(34a) des unités de commutation à semi-conducteur (32a, 34a) est connectée de façon conductrice, en tant que partie de sa borne d'entrée,
à la première zone d'entrée (74a).
6. Module convertisseur de puissance selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il est prévu, sur le boîtier de commutateur (50a, 52a) des unités de commutation à semi-conducteur (32a, 34a), une deuxième zone de mise en contact (68a) de la première borne de mise en contact (60a, 68a), ladite deuxième zone de mise en contact (68a) étant connectée de façon conductrice à la première zone de mise en contact (60a), et en ce que la deuxième zone de mise en contact (68a) de l'autre (32a) des unités de commutation à semi-conducteur (32a, 34a) est connectée de façon conductrice, en tant que partie de sa borne
de sortie, à la zone de sortie (104a).
7. Module convertisseur de puissance selon l'une quelconque des
revendications 4 à 6, caractérisé en ce que la deuxième borne de mise
en contact (62; 62a) de l'autre (32; 32a) des unités de commutation à semi-conducteur (32, 34; 32a, 34a) est connectée, en tant que sa borne
d'entrée, à la deuxième zone d'entrée (102; 102a).
8. Module convertisseur de puissance, dans lequel au choix une première zone d'entrée (74b) destinée à la connexion avec un premier potentiel électrique prédéterminé (+V) ou une deuxième zone d'entrée (102b) destinée à la connexion avec un deuxième potentiel électrique prédéterminé (-V) peut être connectée électriquement à une zone de sortie (104b), comportant au moins un groupe commutateur (24b, 26b), ledit au moins un groupe commutateur (24b, 26b) comprenant deux unités de commutation à semi-conducteur (32b, 34b), chacune des unités de commutation à semi-conducteur (32b, 34b) comprenant une borne de pilotage (58b); une borne d'entrée (68b) de l'une (34b) des unités de commutation à semi-conducteur (32b, 34b) est connectée à la première zone d'entrée (74b), et une borne d'entrée (62b) de l'autre (32b) des unités de commutation à semi-conducteur (32b, 34b) est connectée à la deuxième zone d'entrée (102b); chaque unité de
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commutation à semi-conducteur (32b, 34b) comprend une borne de sortie (62b, 68b) connectée à la zone de sortie (104b), caractérisé en ce que les unités de commutation à semi-conducteur (32b, 34b) comprennent chacune un boîtier de commutation (50b, 52b), et en ce que sur un côté de connexion de boîtier (54b, 56b) d'une unité de commutation à semi- conducteur respective (32b, 34b) sont prévues: - la borne de pilotage (58b), - en option une première zone de mise en contact (60b) d'une première borne de mise en contact (60b, 68b), - une deuxième zone de mise en contact (62b), et en ce que les unités de commutation à semi- conducteur (32b, 34b) dudit au moins un groupe commutateur (24b, 26b) sont positionnées de telle sorte qu'un côté de connexion de boîtier (56b) de l'une (34b) des unités de commutation à semi-conducteur (32b, 34b) est agencé à l'opposé d'un côté arrière de boîtier (86b), opposé au côté de connexion
de boîtier (54b), de l'autre (32b) des unités de commutation à semi-
conducteur (32b, 34b).
9. Module convertisseur de puissance selon la revendication 8, caractérisé en ce que les unités de commutation à semi-conducteur (32b, 34b) dudit au moins un groupe commutateur (24b, 26b) se font
face sensiblement sans décalage.
10. Module convertisseur de puissance selon l'une ou l'autre des
revendications 8 et 9, caractérisé en ce qu'il est prévu, sur le boîtier de
commutateur (50b, 52b) des unités de commutation à semi-conducteur (32b, 34b), une deuxième zone de mise en contact (68b) de la première borne de mise en contact (60b, 68b), ladite deuxième zone de mise en contact (68b) étant connectée de façon conductrice à la première zone de mise en contact (60b), et en ce que la deuxième borne de mise en
contact (62b) de l'une (34b) des unités de commutation à semi-
conducteur (32b, 34b) est connectée de façon conductrice, en tant que sa borne de sortie, à la deuxième zone de mise en contact (68b) de la première borne de mise en contact (60b, 68b) de l'autre (32b) des unités de commutation à semi-conducteur (32b, 34b), en tant que sa borne de sortie.
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11. Module convertisseur de puissance selon la revendication 10, caractérisé en ce que la deuxième zone de mise en contact (68b) est prévue sur un côté fond (64b, 66b) du boîtier de commutateur respectif (50b, 52b).
12. Module convertisseur de puissance selon l'une quelconque des
revendications 1 à 11, caractérisé par une pluralité de groupes
commutateurs (24, 26, 28; 24a, 26a; 24b, 26b), les unes (34; 34a; 34b) des unités de commutation à semi-conducteur (32, 34; 32a, 34a; 32b, 34b) des groupes commutateurs (24, 26, 28; 24a, 26a; 24b, 26b) étant agencées dans une première rangée (48; 48a; 48b), et les autres (32; 32a; 32b) des unités de commutation à semi-conducteur (32, 34; 32a, 34a; 32b, 34b) des groupes commutateurs (24, 26, 28; 24a, 26a;
24b, 26b) étant agencées dans une deuxième rangée (46; 46a; 46b).
13. Module convertisseur de puissance selon la revendication 12, caractérisé en ce que toutes les bornes d'entrée des unes des unités de commutation à semi-conducteur (34; 34a; 34b) sont connectées ou susceptibles d'être connectées à un système conducteur (108; 132a) de la première zone d'entrée (74; 74a; 74b), en ce que toutes les bornes d'entrée des autres unités de commutation à semi-conducteur (32; 32a; 32b) sont connectées ou susceptibles d'être connectées à un système conducteur (110; 130a) de la deuxième zone d'entrée (102; 102a; 102b), et en ce que toutes les bornes de sortie des unités de commutation à semi- conducteur (32, 34; 32a, 34a; 34a, 34b) sont connectées ou susceptibles d'être connectées à un système conducteur
(106; 144a) de la zone de sortie (104; 104a; 104b).
14. Module convertisseur de puissance selon la revendication 13, caractérisé en ce que le système conducteur (132a) de la première zone d'entrée (74a) et/ou le système conducteur (130a) de la deuxième zone d'entrée (102a) et/ou le système conducteur (106; 144a) de la zone de sortie (104; 104a) comprend un rail conducteur (106; 130a, 132a, 144a) qui s'étend le long des rangées (46, 48; 46a, 48a) d'unités de
commutation à semi-conducteur (32, 34; 32a, 34a).
28 2816462
15. Module convertisseur de puissance selon l'une ou l'autre des
revendications 13 et 14, caractérisé en ce que le système conducteur
(108) de la première zone d'entrée (74) et le système conducteur (110) de la deuxième zone d'entrée (102) comprennent des plaques conductrices (108, 110) qui s'étendent sensiblement parallèlement l'une à l'autre et qui se trouvent ou doivent être agencées au-dessus des
rangées (46, 48) d'unités de commutation à semi-conducteur (32, 34).
16. Module convertisseur de puissance selon l'une ou l'autre des
revendications 14 et 15, caractérisé en ce que les rails conducteurs
(130a, 132a) ou les plaques conductrices (108, 110) associé(e)s à la première zone d'entrée (74; 74a) et à la deuxième zone d'entrée (102; 102a) sont agencé(e)s de manière à venir en appui mutuel du moins
localement avec interposition d'un matériau d'isolation (112; 142a).
17. Module convertisseur de puissance selon l'une quelconque des
revendications 12 à 16, caractérisé en ce que toutes les bornes de
pilotage (58; 58a; 58b) des unes des unités de commutation à semi-
conducteur (34; 34a; 34b) sont connectées de préférence via une résistance respective (78; 78a; 78b) à une ligne de pilotage (76, 76a, 76b) de la première rangée (48; 48a; 48b) d'unités de commutation à semi- conducteur, et en ce que toutes les bornes de pilotage (58; 58a; 58b) des autres unités de commutation à semi-conducteur (32; 32a; 32b) sont connectées de préférence via une résistance (92; 92a; 92b) à une ligne de pilotage (90; 90a; 90b) de la deuxième rangée (46; 46a;
46b) d'unités de commutation à semi-conducteur.
18. Module convertisseur de puissance selon l'une quelconque des
revendications 1 à 17, caractérisé en ce que ledit au moins un groupe
commutateur (24, 26, 28; 24a, 26a; 24b, 26b) est agencé sur un
substrat métallique isolé (40).
19. Module convertisseur de puissance selon l'une quelconque des
revendications 1 à 18, caractérisé en ce que chaque unité de
commutation à semi-conducteur (32, 34; 32a, 34a; 32b, 34b)
29 2816462
comprend au moins un élément commutateur semi-conducteur IGBT
ou au moins un élément commutateur semi-conducteur MOSFET.
20. Module convertisseur de puissance selon la revendication 19 et
selon la revendication 2 ou selon l'une quelconque des revendications 3
à 18 prises en dépendance de la revendication 2, caractérisé en ce que ledit au moins un élément commutateur semi-conducteur est noyé dans
le boîtier de commutateur (50, 52; 50a, 52a; 50b, 52b).
21. Dispositif convertisseur de puissance pour un moteur électrique à phases multiples, comportant en association à chaque phase du moteur électrique au moins un module convertisseur de puissance selon l'une
quelconque des revendications précédentes.
22. Dispositif convertisseur de puissance selon la revendication 21 prise en dépendance de la revendication 15, caractérisé en ce que toutes
les bornes d'entrée des unes des unités de commutation à semi-
conducteur (34) sont connectées ou susceptibles d'être connectées à la plaque conductrice (108) de la première zone d'entrée (74), et en ce que
toutes les bornes d'entrée des autres unités de commutation à semi-
conducteur (32) sont connectées ou susceptibles d'être connectées à la
plaque conductrice (110) de la deuxième zone d'entrée (102).
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