FR2884615A1 - Dispositif de mesure du courant, notamment d'une batterie - Google Patents
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Abstract
Ce dispositif comprend un shunt (14) relié électriquement à deux bornes de connexion (12A, 12B), destinées à relier le dispositif (10) à un circuit dans lequel circule un courant à mesurer, et un composant électronique (24) relié à au moins une borne de connexion (12A, 12B) par un élément conducteur (28A, 28B), qui a des propriétés thermoélectriques similaires à celles du shunt (14). De préférence, l'élément conducteur (28A, 28B) est réalisé dans un matériau identique à celui du shunt (14).
Description
La jonction de l'élément conducteur et de la borne de connexion constitue
un élément d'un thermocouple de nature similaire au thermocouple constitué par le shunt et les bornes de connexion. Cet élément de thermocouple compense une partie au moins des effets du thermocouple constitué par le shunt et les bornes de connexion.
Suivant d'autres caractéristiques optionnelles de différents modes de réalisation du dispositif de mesure du courant selon l'invention: l'élément conducteur est réalisé dans un matériau identique à celui du shunt; - l'élément conducteur est rapporté sur un circuit imprimé qui porte le composant et qui est porté par les bornes de connexion; - chaque borne de connexion est reliée à une patte correspondante du composant électronique par un élément conducteur; - le circuit imprimé comprend au moins deux pistes conductrices dites communes, chaque piste commune étant reliée à une patte et un élément conducteur correspondant, le dispositif comportant des moyens d'uniformisation de la température d'une zone du circuit imprimé dans laquelle s'étendent, au moins partiellement, les pistes conductrices communes; - le composant électronique est porté par la première face du circuit imprimé et les moyens d'uniformisation de température comportent une masse de répartition thermique s'étendant sur une deuxième face du circuit imprimé, dans au moins une partie de la zone d'homogénéisation de température; - la masse de répartition thermique est en regard du shunt; - le composant électronique est porté par un support séparé des bornes de connexion; - les éléments conducteurs sont isolés électriquement et entrelacés afin de compenser les effets d'induction électromagnétique créés par chacun des éléments conducteurs; - le composant électronique est destiné à fournir une mesure d'un courant ou un paramètre permettant de mesurer ce courant; - le composant électronique est un ASIC (Application Specific Integrated Circuit, conformément à la terminologie anglo-saxonne).
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins dans lesquels les figures 1 à 3 sont des vues en coupe schématiques d'un dispositif de mesure de courant selon, respectivement, des premier à troisième modes de réalisation de l'invention.
On a représenté sur la figure 1, un dispositif de mesure de courant, selon un premier mode de réalisation de l'invention, désigné par la référence générale 10.
Dans l'exemple décrit, le dispositif 10 est destiné à mesurer des courants faibles et/ou forts circulant dans un circuit électrique relié à une batterie de véhicule automobile.
Le dispositif 10 comprend deux bornes de connexion 12A, 12B destinées à relier de façon connue en soi ce dispositif 10 au circuit électrique.
Le dispositif de mesure 10 comprend un élément 14 formant un shunt muni de deux extrémités reliées électriquement aux deux bornes de connexion 12A, 12B respectivement. Les bornes de connexion 12A, 12B sont réalisées dans un matériau classique, par exemple dans un matériau comprenant du cuivre.
Le shunt 14 est relié de façon connue en soi aux bornes de connexion 12A, 12B. Le shunt 14 est réalisé dans un matériau résistif classique, par exemple du Manganin , du Zéranin , etc. Le dispositif de mesure 10 comprend également un circuit imprimé 16 comportant une plaque formant un support 18 isolant électriquement.
Le support 18 est muni de deux faces opposées, dites inférieure FI et supérieure FS. Ces faces inférieure FI et supérieure FS comprennent des pistes conductrices réalisées dans un matériau classique, par exemple dans un matériau comprenant du cuivre.
Le circuit imprimé 16 est muni d'orifices métallisés 20A, 20B s'étendant à travers le support 18 et, le cas échéant, à travers des pistes conductrices supérieures PSI, PS2 et inférieures P11, PI2 s'étendant respectivement sur les faces supérieure FS et inférieure FI du support 18 dans lesquelles débouchent ces orifices 20A, 20B.
Les orifices 20A, 20B comportent chacun un revêtement métallique interne reliant électriquement les pistes supérieures PSI, PS2 avec les pistes inférieures P11, PI2 correspondantes.
En général, une masse de brasure est logée dans les orifices 20A, 20B, de façon à fixer le circuit imprimé 16 sur les bornes de connexion 12A, 12B et à relier électriquement ces bornes 12A, 12B avec, successivement, les pistes inférieures P11, PI2, les orifices métallisés 20A, 20B et les pistes supérieures PSI, PS2.
Le circuit imprimé 16 porte un composant électronique 24 qui, dans l'exemple décrit, comprend au moins deux pattes 26A, 26B de raccordement électrique.
Le composant électronique 24 est de type classique, par exemple de type ASIC (Application Specific Integrated Circuit, conformément à la terminologie anglo- saxonne). Le composant électronique 24 est destiné à fournir une mesure d'un courant ou un paramètre permettant de mesurer ce courant.
Les pattes 26A, 26B du composant électronique 24 sont réalisées dans un matériau classique, par exemple un matériau comprenant du cuivre.
Chaque patte 26A, 26B du composant électronique 24 est reliée électriquement, par exemple par brasage, à une piste conductrice correspondante PA, PB du circuit imprimé. Dans le premier mode de réalisation de l'invention, ces pistes PA, PB sont supérieures car portées par la face supérieure FS du support 18.
Chaque patte 26A, 26B est reliée électriquement à une borne de connexion 12A, 12B correspondante par un élément conducteur 28A, 28B. Dans le premier mode de réalisation de l'invention, cet élément conducteur 28A, 28B est rapporté sur le circuit imprimé 16, par exemple par brasage sur les pistes supérieures PSI, PS2, PA, PB, c'est-à-dire sur les pistes de la face du support 18 opposée au shunt 14.
Ainsi, chaque élément conducteur 28A, 28B relie électriquement une piste PA, PB, raccordée à une patte 26A, 26B, avec une piste supérieure PSI, PS2, raccordée à une borne de connexion 12A, 12B correspondante.
On notera donc que les pistes PA, PB sont reliées électriquement chacune à une patte 26A, 26B et un élément conducteur 28A, 28B correspondant. Les pistes PA, PB seront dites par la suite "communes".
On notera également que les éléments conducteurs 28A, 28B sont reliés électriquement aux bornes de connexion 12A, 12B par l'intermédiaire, successivement, des pistes supérieures PSI, PS2, des orifices 20A, 20B métallisés et des pistes inférieures P11, P12.
Chaque élément conducteur 28A, 28B a des propriétés thermoélectriques similaires à celles du shunt 14. De préférence, chaque élément conducteur 28A, 28B est réalisé dans un matériau identique à celui du shunt 14.
En variante, un seul des éléments conducteurs 28A, 28B pourrait avoir des propriétés thermoélectriques similaires à celles du shunt 14.
Dans le premier mode de réalisation de l'invention, le dispositif de mesure 10 comporte des moyens 30 d'uniformisation de la température d'une zone Z du circuit imprimé 16 dans laquelle s'étendent, au moins partiellement, les pistes conductrices communes PA, PB.
Dans l'exemple illustré, les moyens 30 d'uniformisation de température comprennent une masse de répartition thermique 32, fixée sur la face inférieure FI du support 18 du circuit imprimé, de façon à s'étendre sur la face de ce support 18 en regard du shunt 14. La masse 32 s'étend dans au moins une partie de la zone Z d'homogénéisation de température.
La masse 32 de répartition thermique est fabriquée dans un matériau classique, par exemple un matériau comprenant du cuivre.
On notera que dans l'exemple représenté, la masse 32 de répartition thermique est reliée thermiquement à la piste conductrice PB par un orifice métallisé 34 (comportant un revêtement métallique interne). Cet orifice 34 s'étend à travers le support 18 et, le cas échéant, la piste commune PB et la masse de répartition thermique 32. Eventuellement, une masse de brasure est logée dans l'orifice 34 de façon à fixer la masse 32 sur le circuit imprimé 16.
La masse 32 de répartition thermique permet d'homogénéiser la température dans la zone Z, qui se trouvant à proximité du shunt 14, est susceptible d'être soumise à des gradients de température. Ces gradients de température sont susceptibles de créer des différences de température indésirables entre d'une part, la jonction de la piste commune PA (reliée à la première patte 26A) avec l'élément conducteur correspondant 28A, et, d'autre part, la jonction de la piste commune PB (reliée à la seconde patte 26B) avec l'élément conducteur correspondant 28B.
Les éléments conducteurs 28A, 28B ayant des propriétés thermoélectriques similaires à celles du shunt 14, les éventuelles différences de température entre les deux jonctions du shunt 14 respectivement avec les deux bornes de connexion 12A, 12B n'ont pas d'effet indésirable sur la mesure du courant ou sur le paramètre destiné à la mesure du courant fourni par le composant électronique 24. En effet, les effets de thermocouple apparaissant aux jonctions du shunt avec les bornes de connexion 12A, 12B sont compensés par les effets de thermocouple apparaissant aux jonctions des éléments conducteurs 28A, 28B avec les pistes conductrices respectives PSI, PS2.
On a représenté sur les figures 2 et 3 un dispositif de mesure 10 selon respectivement des deuxième et troisième modes de réalisation de l'invention. Sur ces figures 2 et 3, les éléments analogues à ceux de la figure 1 sont désignés par des références identiques.
Dans les deuxième et troisième modes de réalisation de l'invention, le support 18 du circuit imprimé 16 est séparé des bornes de connexion 12A, 12B. De ce fait, le composant électronique 24 est porté par un support séparé des bornes de connexion 12A, 12B.
Dans le deuxième mode de réalisation de l'invention, représenté sur la figure 2, les éléments conducteurs 28A, 28B sont libres l'un par rapport à l'autre.
Chaque élément conducteur 28A, 28B comprend une première extrémité reliée électriquement, par exemple par brasage, à une piste commune PA, PB (raccordée à une patte 26A, 26B) et une seconde extrémité reliée électriquement, par exemple par brasage, à une borne de connexion 12A, 12B correspondante.
A la différence du deuxième mode de réalisation, dans le troisième mode de réalisation de l'invention, représenté sur la figure 3, les éléments conducteurs 28A, 28B sont entrelacés pour former une paire torsadée, afin de compenser les effets d'induction électromagnétique créés par chacun des éléments conducteurs 28A, 28B.
Chaque élément conducteur 28A, 28B est isolé électriquement par une gaine isolante.
L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation décrits ci-dessus. En particulier, le composant électronique peut être porté par un support distinct d'un circuit imprimé.
Claims (11)
1. Dispositif de mesure du courant, du type comprenant un shunt (14) relié électriquement à deux bornes de connexion (12A, 12B) destinées à relier le dispositif (10) à un circuit dans lequel circule un courant à mesurer, et un composant électronique (24) relié à au moins une borne de connexion (12A, 12B) par un élément conducteur (28A, 28B), caractérisé en ce que l'élément conducteur (28A, 28B) a des propriétés thermoélectriques similaires à celles du shunt (14).
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément conducteur (28A, 28B) est réalisé dans un matériau identique à celui du shunt (14).
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'élément conducteur (28A, 28B) est rapporté sur un circuit imprimé (16) qui porte le composant (24) et qui est porté par les bornes de connexion (12A, 12B).
4. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque borne de connexion (12A, 12B) est reliée électriquement à une patte (26A, 26B) correspondante du composant électronique (24) par un élément conducteur (28A, 28B).
5. Dispositif selon les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le circuit imprimé (16) comprend au moins deux pistes conductrices (PA, PB) dites communes, chaque piste commune (PA, PB) étant reliée à une patte (26A,26B) et un élément conducteur (28A, 28B) correspondant, le dispositif comportant des moyens (30) d'uniformisation de la température d'une zone (Z) du circuit imprimé (16) dans laquelle s'étendent, au moins partiellement, les pistes conductrices communes.
6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le composant électronique (24) est porté par une première face (FS) du circuit imprimé (16) et en ce que les moyens d'uniformisation de température (30) comportent une masse de répartition thermique (32) s'étendant sur une deuxième face (FI) du circuit imprimé (16), dans au moins une partie de la zone (Z) d'homogénéisation de température.
7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la masse thermique (32) est en regard du shunt (14).
8. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le composant électronique (24) est porté par un support (18) séparé des bornes de connexion (12A, 12B).
9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les éléments conducteurs (28A, 28B) sont isolés électriquement et entrelacés afin de compenser les effets d'induction électromagnétique créés par chacun des éléments conducteurs (28A, 28B).
10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le composant électronique (24) est destiné à fournir une mesure d'un 5 courant ou un paramètre permettant de mesurer ce courant.
11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le composant électronique (24) est un ASIC (Application Specific Integrated Circuit, conformément à la terminologie anglo-saxonne).
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