FR2995169A1 - Dispositif de protection d'une machine electrique contre les surtensions - Google Patents

Abstract

Dispositif de protection contre les surtensions appliqué à une machine électrique comprenant un composant-piège (2) qui est à plus faible distance par rapport à un élément de décharge (4) de la machine électrique par comparaison avec les composants de la plaque de circuit (1) de la machine électrique. Le composant-piège (2) est relié à un branchement qui est au potentiel de la masse.

Description

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un dispositif de protection d'une machine électrique contre les surtensions. Etat de la technique Il est convenu de relier les condensateurs ou des diodes d'extinction comme conducteurs de surtension sur les broches de composants électroniques pour les protéger contre une décharge électrostatique (DES) et évacuer l'impulsion de décharge DES vers la masse. En outre, les boîtiers de composants électroniques com- portent des chemins de décharge reliés au potentiel de masse par l'intermédiaire de condensateurs ou reliés directement du boîtier au potentiel de masse. Le document DE 10 2009 015 962 Al décrit un dispositif de protection contre les décharges électrostatiques sous la forme d'un réseau discret en une matière à tension variable ou un dispositif avec une matière à tension variable. Le réseau est relié à une électrode commune assurant la liaison avec la masse et il comporte une ou plusieurs électrodes configurées pour être reliées à composant électrique. Le composant électrique est un organe de liaison relié à un circuit électrique comportant des dispositifs risquant d'être endommagés par des phéno- mènes de décharge DES. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un dispo- sitif de protection amélioré, de machine électrique, contre les décharges électrostatiques. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de pro- tection contre les surtensions appliquées à une machine électrique comprenant un composant-piège qui est la plus faible distance d'un élément de décharge de la machine électrique par comparaison avec les composants de la plaque de circuit de la machine électrique, le composant piège étant relié à au moins un branchement qui est au potentiel de la masse. On réalise de cette manière avantageusement un chemin de décharge préférentiel par lequel l'arc d'une décharge électrostatique passe avec une très grande probabilité à partir de l'élément de décharge sur le composant-piège non fonctionnel. De manière avantageuse, on protège ainsi un composant électronique et l'ensemble de la machine électrique contre les effets dommageables de la décharge DES.

Selon un développement préférentiel du dispositif de pro- tection contre les surtensions, le composant-piège est situé sur la plaque de circuit de la machine électrique, ce qui assure avantageusement et d'une manière particulièrement simple, la protection d'un composant électronique à protéger, et qui se trouve également sur la plaque de circuit. De plus, le composant-piège se loge d'une manière particuliè- rement simple dans la machine électrique. Selon un développement préférentiel du dispositif de pro- tection contre les surcharges, le composant-piège relie tous les branchements électriques au potentiel de masse, ce qui assure une protection particulièrement bonne avec un effet final pour la décharge DES. Dans un développement préférentiel du dispositif de pro- tection contre les surtensions selon l'invention, le composant-piège dépasse tous les autres composants de la plaque de circuit ce qui réalise la distance minimale par rapport à l'élément de décharge et d'une ma- nière particulièrement simple, dépendant uniquement des dimensions géométriques du composant piège, cela réalise le comportement prévisionnel de la décharge. Selon un développement préférentiel du dispositif de pro- tection contre les surcharges, le composant piège fait partie de la liste des pièces de la plaque de circuit. Dans ces conditions, le coût supplémentaire est avantageusement faible pour la réalisation du dispositif de protection contre les surcharges. Dans le procédé de fabrication, il n'y a pas de composant supplémentaire et le procédé est standard.

Dans un développement préférentiel du dispositif de pro- tection contre les surcharges selon l'invention, la ligne de masse est sur la plaque de circuit pour former un chemin aussi court que possible sur la plaque de circuit, ce qui permet d'évacuer l'énergie de décharge avantageusement selon un chemin court pour éviter de mettre en danger d'autres éléments de la plaque de circuit. De façon avantageuse, cela permet d'éloigner les pointes de tension électriques des composants à protéger de la plaque de circuit. Dans un développement préférentiel du dispositif de pro- tection contre les surtensions selon l'invention, le composant piège est un condensateur en céramique. De tels composants sont, en général, du point de vue géométrique, les composants les plus hauts que l'on trouve sur une plaque de circuit imprimé si bien que cela dans un procédé de fabrication, permet d'avoir une économie pour réaliser la protection contre les surtensions.

Selon un développement avantageux du dispositif de pro- tection contre les surtensions, le composant-piège est une résistance électrique. Ce composant correspond à un type de composant qui existe déjà dans le procédé de fabrication permet un développement économique et efficace du dispositif de protection contre la surtension.

Selon un développement préférentiel du dispositif de pro- tection contre les surtensions selon l'invention, le composant piège est une broche de contact, ce qui constitue une possibilité particulièrement simple et économique pour réaliser l'invention. Le dispositif selon l'invention permet d'améliorer le ni- veau de sécurité de la machine électrique de sorte que les décharges DES produites pendant le fonctionnement ne risquent pas d'endommager les éléments à protéger de la machine électrique. Cela permet avantageusement d'allonger fortement la durée de fonctionnement sans défaut de la machine électrique. De façon avantageuse, les moyens supplémentaires pour réaliser le dispositif de protection contre les surtensions selon l'invention sont très réduits. Dessins La présente invention sera décrite, ci-après, de manière plus détaillée à l'aide d'un mode de réalisation d'un dispositif de protec- tion contre les surtensions représenté dans les dessins annexés dans lesquels : - La figure 1 est une vue de face de principe d'un mode de réalisation du dispositif de protection contre les surtensions selon l'invention et, - La figure 2 est une vue de dessus de principe d'un mode de réalisation du dispositif de protection contre les surtensions selon l'invention. Description de modes de réalisation La figure 1 est vue de face de principe selon une repré- sentation schématique d'un mode de réalisation du dispositif de protection contre les surtensions selon l'invention pour une machine électrique. On peut avoir une décharge électrostatique provenant d'un arbre 4 tournant autour de l'axe de la machine électrique sur des corn- u) posants électriques ou électroniques installés sous l'arbre 4 sur une plaque de circuit 1. Cela provient par exemple de ce que pendant le fonctionnement de la machine électrique, il se développe un mince film d'huile sur l'arbre 4 réduisant alors la liaison électro-conductrice faiblement ohmique avec le potentiel de masse (par exemple la masse du 15 boîtier). Il en résulte progressivement une accumulation de charges qui se déchargent par une phase de décharge électrostatique (arc DES) sur un élément de capteur 3 installé sous l'arbre 4 et qui peut être endommagé ou détruit. En fonctionnement normal de la machine électrique l'élément de capteur 3 détermine la position angulaire et/ou la vitesse 20 de rotation de l'arbre 4 entrainant un bras d'essuie-glace de véhicule automobile. Pour cela, on installe de force par exemple un aimant (non représenté) sur l'arbre 4. Selon l'invention, à proximité de l'élément de capteur 3, on a un composant-piège 2 installé sur la plaque de circuit 1 de façon 25 que, la distance du composant à l'arbre 4 soit minimale par comparai- son aux autres composants de la plaque de circuit 1. Ainsi, toute décharge électrostatique arrivera avec une très grande probabilité sur le composant piège 2 de sorte que l'élément de capteur 3 à protéger ne sera pas endommagé ou détruit. Selon l'invention, le composant factice 2 30 qui dépasse le ou les composants à protéger a un effet protecteur d'autant plus important que le composant piège 2 dépasse de l'élément à protéger. A titre d'exemple de composant-piège 2, il y a un conden- sateur en céramique, une résistance, une broche de contact et autre. De 35 façon avantageuse, l'effet protecteur dépend exclusivement des dimen- sions extérieures géométriques du composant piège 2 ; ce composant-piège 2 n'est pas intégré dans le mode de réalisation fonctionnel de la machine électrique. Avantageusement, le composant piège 2 est un composant économique qui habituellement est déjà sur la liste des élé- ments de la plaque de circuit 1 de la machine électrique et n'entraine ainsi aucun coût supplémentaire. La figure 2 est une vue de dessus de principe d'un mode de réalisation du dispositif de protection contre les surtensions 10 selon l'invention. Le composant-piège 2 apparaît comme relié par les lignes électriques 5 de la plaque de circuit 1 des deux côtés de façon que les lignes 5 sortent selon le chemin le plus court du composant piège 2, c'est-à-dire avec une ligne aussi courte que possible sur la plaque de circuit 1. De façon préférentielle, les lignes 5 sont reliées à un point de masse qui accumule l'énergie électrostatique de décharge et évacue cette énergie de la plaque de circuit 1 par des contacts traversant d'un connecteur non représenté. Les pointes de tension électriques, dommageables, sont ainsi écartées avantageusement des composants fonctionnels de la plaque de circuit 1. Les lignes 5 sont de préférence aussi faiblement ohmiques que possible.

En résumé, l'invention développe un moyen simple et ef- ficace pour protéger les composants électroniques des ensembles de composants d'une plaque de circuit d'une machine électrique contre les décharges électrostatique. De façon avantageuse, cette fonction est réalisée par les dimensions géométriques d'un composant piège développé pour avoir la distance minimale entre les points d'extrémité d'un che- min de décharge de la machine électrique. Tout arc DES développé par exemple par la charge électrostatique liée à l'essuyage d'une vitre sèche peut être conduit de cette manière dans le moteur d'essuie-glace suivant un chemin minimum et faiblement ohmique pour ne pas présen- ter de danger. L'invention n'est pas limitée à une machine électrique équipée d'un arbre rotatif mais peut s'appliquer de façon analogue à tout dispositif sur ou dans lequel il peut y avoir des décharges électrostatiques et/ou dans lesquels on génère un chemin de claquage DES.

Par exemple, il n'est pas indispensable que le composant factice soit directement sur la plaque de circuit. 10 15 20 25 30 35