FR3016077A1

FR3016077A1 - COMPACT STATIC CONTACTOR ARCHITECTURE

Info

Publication number: FR3016077A1
Application number: FR1303085A
Authority: FR
Inventors: Nabil Boukari; Herve Pineau
Original assignee: Nexter Electronics SA
Current assignee: Nexter Systems SA
Priority date: 2013-12-26
Filing date: 2013-12-26
Publication date: 2015-07-03
Anticipated expiration: 2033-12-26
Also published as: FR3016077B1

Abstract

L'invention a pour objet un contacteur statique de puissance (1), comprenant plusieurs composants de puissance (2c), une carte de commande (3), une arrivée de courant de puissance (4), une sortie de courant de puissance (5), caractérisé par le fait que les composants de puissance (2c) sont distribués sur au moins une plaque de substrat (2a, 2b), une première piste conductrice (9) et un groupe de secondes pistes conductrices (10) étant formées sur chaque plaque de substrat (2a, 2b), les secondes pistes conductrices (10) étant formées sur la plaque de substrat (2a, 2b) isolées électriquement entre elles et isolées électriquement de la première piste conductrice (9), les secondes pistes conductrices (10) étant connectées électriquement entre elles par une pièce conductrice de liaison (6) ayant une pluralité de pattes (6b) en saillie, chaque patte (6b) de la pièce conductrice de liaison (6) venant en contact avec l'une des secondes pistes conductrices (10) de la plaque de substrat (2a, 2b).The invention relates to a static power contactor (1), comprising a plurality of power components (2c), a control card (3), a power supply input (4), a power output (5) ), characterized in that the power components (2c) are distributed on at least one substrate plate (2a, 2b), a first conductive track (9) and a group of second conductive tracks (10) being formed on each substrate plate (2a, 2b), the second conductive tracks (10) being formed on the substrate plate (2a, 2b) electrically insulated from each other and electrically insulated from the first conductive track (9), the second conductive tracks (10 ) being electrically connected to each other by a conductive connecting piece (6) having a plurality of protruding tabs (6b), each tab (6b) of the conductive connecting piece (6) coming into contact with one of the second leads conductive (10) of the plate of substrate (2a, 2b).

Description

ARCHITECTURE DE CONTACTEUR STATIQUE COMPACTE La présente invention concerne le domaine des 5 contacteurs de puissance statiques, et porte notamment sur une architecture pour un montage de composants contacteurs statiques de puissance assurant une grande compacité. Dans des équipements embarqués, il est courant d'utiliser des contacteurs électromécaniques basse tension 10 / fort courant (28 V / 400 A). Cependant leur utilisation pose un problème du point de vue de la compacité du montage, du coût du montage et des besoins de dissipation thermique. On connaît de l'état antérieur de la technique 15 des transistors de type MOSFET, en tant que composants de puissance, mis en parallèle sur un substrat époxy et généralement alignés suivant des axes perpendiculaires sur un substrat métallisé isolé (SMI) pour des courants supérieurs à 50 A. Du fait du grand nombre de connexions à 20 réaliser sur les composants de puissance (courants de puissance et de commande), on rencontre généralement un problème d'encombrement. Une première solution consiste à réaliser un module hybride à base de puces de transistors de type 25 MOSFET, ce qui permet d'améliorer l'encombrement, la fiabilité et la dissipation thermique du dispositif. Cette première solution présente l'inconvénient d'un coût de fabrication élevé en raison des faibles quantités à produire industriellement. 30 Une deuxième solution consiste à mettre en cercle des composants de puissance sur un substrat afin de diminuer l'encombrement.The present invention relates to the field of static power contactors, and relates in particular to an architecture for mounting static power contact components providing a high degree of compactness. In on-board equipment, it is common to use electromechanical contactors low voltage 10 / high current (28 V / 400 A). However, their use poses a problem from the point of view of the compactness of the assembly, the cost of assembly and heat dissipation requirements. MOSFET transistors are known from the prior art as power components, paralleled on an epoxy substrate and generally aligned along perpendicular axes on an isolated metallized substrate (SMI) for higher currents. at 50 A. Due to the large number of connections to be made on the power components (power and control currents), there is generally a congestion problem. A first solution consists in producing a hybrid module based on chips of MOSFET type transistors, which makes it possible to improve the size, the reliability and the heat dissipation of the device. This first solution has the disadvantage of a high manufacturing cost because of the small quantities to be produced industrially. A second solution is to circle power components on a substrate to reduce bulk.

Cette deuxième solution présente l'inconvénient d'augmenter la complexité de l'interconnexion des signaux de commande et des signaux de mesure des capteurs (par exemple, capteur de tension, capteur de courant, capteur de température, etc) entre une carte de commande du contacteur et le contacteur, lorsque cette deuxième solution est réalisée sur un SMI. En effet un SMI standard ne permet de router qu'une seule couche de circuit imprimé. Une troisième solution consiste à utiliser un SMI 10 3D en tant que substrat sur lequel les composants de puissance sont disposés afin de diminuer l'encombrement du dispositif. Cette troisième solution présente l'inconvénient d'avoir un coût de fabrication beaucoup plus élevé que dans 15 le cas d'une utilisation d'un SMI simple. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant une architecture pour un montage de composants contacteurs statiques de puissance, simple et peu coûteuse, permettant de faciliter les 20 interconnexions tout en assurant une forte compacité du montage, et permettant également de faciliter la dissipation thermique. La présente invention a donc pour objet un contacteur statique de puissance, comprenant plusieurs 25 composants de puissance, une carte de commande commandant les composants de puissance par des signaux de commande, une arrivée de courant de puissance, une sortie de courant de puissance, caractérisé par le fait que les composants de puissance sont distribués sur au moins une plaque de 30 substrat, une première piste conductrice et un groupe de secondes pistes conductrices étant formées sur chaque plaque de substrat, les secondes pistes conductrices étant formées sur la plaque de substrat isolées électriquement entre elles et isolées électriquement de la première piste conductrice, les secondes pistes conductrices étant connectées électriquement entre elles par une pièce conductrice de liaison ayant une pluralité de pattes en saillie, chaque patte de la pièce conductrice de liaison venant en contact avec l'une des secondes pistes conductrices de la plaque de substrat, l'arrivée de courant de puissance étant connectée électriquement à l'une de la première piste conductrice et de la pièce conductrice de liaison, la sortie de courant de puissance étant connectée à l'autre de la première piste conductrice et de la pièce conductrice de liaison, les composants de puissance étant disposés sur les pistes conductrices de chaque plaque de substrat de telle sorte que leur entrée de courant de puissance est alimentée par l'arrivée de courant de puissance et leur sortie de courant de puissance alimente la sortie de courant de puissance. On obtient ainsi une structure très compacte, la pièce ajoutée permettant de placer les connexions de 20 puissance sur deux niveaux pour un seul substrat. Selon un mode de réalisation, chaque plaque de substrat est ronde, la première piste conductrice s'étendant sur tout ou partie de la périphérie d'un premier cercle centré sur le centre de la plaque de substrat, les 25 secondes pistes conductrices étant toutes formées de manière discrète sur la périphérie d'un second cercle concentrique avec le premier cercle et formé à l'extérieur ou à l'intérieur du premier cercle. La forme ronde permet d'obtenir une compacité 30 maximale et permet également une rétroadaptation d'un contacteur de puissance selon l'invention dans un boîtier de contacteur électromécanique pour son remplacement.This second solution has the disadvantage of increasing the complexity of the interconnection of the control signals and the measurement signals of the sensors (for example, voltage sensor, current sensor, temperature sensor, etc.) between a control card. of the contactor and the contactor, when this second solution is performed on a SMI. Indeed a standard SMI only allows to route a single layer of printed circuit. A third solution is to use a 3D SMI as a substrate on which the power components are arranged to reduce the size of the device. This third solution has the disadvantage of having a much higher manufacturing cost than in the case of using a simple SMI. The object of the present invention is to overcome these drawbacks by proposing an architecture for a simple and inexpensive static power contact component assembly, making it possible to facilitate the interconnections while ensuring a high compactness of the assembly, and also making it possible to facilitate heat dissipation. The present invention therefore relates to a static power contactor comprising a plurality of power components, a control board controlling the power components by control signals, a power current input, a power output, characterized in that the power components are distributed over at least one substrate plate, a first conductive track and a group of second conductive tracks being formed on each substrate plate, the second conductive tracks being formed on the insulated substrate plate electrically isolated from each other and electrically insulated from the first conductive track, the second conductive tracks being electrically connected to each other by a conductive connecting piece having a plurality of projecting lugs, each lug of the conductive connecting piece coming into contact with one another. second conductive tracks of the substraplate t, the power current input being electrically connected to one of the first conductive track and the connecting conductive part, the power output being connected to the other of the first conductor track and the work piece. connecting conductor, the power components being arranged on the conductive tracks of each substrate plate so that their power current input is supplied by the power current input and their power output power supplies the output of power current. A very compact structure is thus obtained, the added part making it possible to place the power connections on two levels for a single substrate. According to one embodiment, each substrate plate is round, the first conductive track extending over all or part of the periphery of a first circle centered on the center of the substrate plate, the 25 second conductive tracks being all formed. discretely on the periphery of a second circle concentric with the first circle and formed outside or inside the first circle. The round shape provides maximum compactness and also allows retrofitting of a power contactor according to the invention in an electromechanical contactor housing for its replacement.

Selon un mode de réalisation, le contacteur selon l'invention comprend plusieurs plaques de substrat, montées parallèles, chacune reliée à l'arrivée de courant de puissance et à la sortie de courant de puissance du contacteur statique de puissance. On augmente encore ainsi le nombre de composants, pour une compacité plus grande. Selon un mode de réalisation, chaque pièce conductrice de liaison possède une partie supérieure de 10 forme ronde parallèle aux plaques de substrat et une pluralité de pattes qui font saillie de la partie supérieure dans un plan différent du plan moyen de la partie supérieure pour venir en contact avec le groupe de secondes pistes conductrices, les pièces conductrices de 15 liaison des plaques de substrat étant connectées entre elles par l'intermédiaire de l'arrivée de courant de puissance ou de la sortie de courant de puissance. Selon un mode de réalisation, la carte de commande est disposée parallèle à chaque plaque de 20 substrat, un connecteur connectant la carte de commande à la plaque de substrat adjacente, et un connecteur connectant chaque paire de plaques de substrat adjacentes, les pièces conductrices de liaison entre la carte de commande et la plaque de substrat adjacente et entre chaque 25 paire de plaques de substrat adjacentes étant percées d'un trou pour le passage du connecteur correspondant, chaque paire de plaques de substrat étant alors percée d'un trou pour le passage du connecteur, les connecteurs permettant le passage des signaux de commande des composants de 30 puissance entre la carte de commande et chaque plaque de substrat.According to one embodiment, the contactor according to the invention comprises a plurality of parallel-mounted substrate plates, each connected to the power-current input and to the power-output of the static power contactor. This further increases the number of components for greater compactness. According to one embodiment, each conductive connecting piece has an upper portion of round shape parallel to the substrate plates and a plurality of tabs which project from the upper part in a plane different from the middle plane of the upper part to come into contact with each other. contact with the group of second conductive tracks, the conductive connecting pieces of the substrate plates being connected to one another via the power current input or the power output. According to one embodiment, the control board is disposed parallel to each substrate plate, a connector connecting the control board to the adjacent substrate plate, and a connector connecting each pair of adjacent substrate plates, the conductive pieces of connecting between the control board and the adjacent substrate plate and between each pair of adjacent substrate plates being pierced with a hole for the passage of the corresponding connector, each pair of substrate plates then being pierced with a hole for the passage of the connector, the connectors allowing the passage of the control signals of the power components between the control board and each substrate plate.

On peut ainsi commander, avec une seule et même carte de commande, plusieurs substrats, ce qui augmente encore la compacité. Selon un mode de réalisation, l'arrivée de courant de puissance et la sortie de courant de puissance sont chacune une pièce monobloc, connectées aux pistes conductrices respectives de chaque plaque de substrat et traversant chaque plaque de substrat à travers des trous (2e, 2d) formés dans l'épaisseur de celles-ci.It is thus possible to control, with one and the same control card, several substrates, which further increases the compactness. According to one embodiment, the power current output and the power output current are each a one-piece part, connected to the respective conductive tracks of each substrate plate and passing through each substrate plate through holes (2e, 2d). ) formed in the thickness thereof.

On obtient ainsi pour un ensemble de substrats une seule arrivée et une seule sortie de courant de puissance, toujours pour une plus grande compacité. L'arrivée de courant peut être au centre de la plaque de substrat, auquel cas la sortie de courant est sur le bord de la plaque de substrat, ou l'arrivée de courant peut être sur le bord de la plaque de substrat, auquel cas la sortie de courant est au centre de la plaque de substrat. Selon un mode de réalisation, les plaques de 20 substrat sont agencées par paires, les plaques de substrat d'une paire étant séparées par une embase, céramique ou métallique disposant d'une bonne conduction thermique, les composants de puissance étant disposés sur les faces des plaques de substrat qui ne sont pas tournées vers l'embase. 25 Une telle disposition des composants de puissance permet de faciliter l'intégration et le refroidissement de ces composants. Selon un mode de réalisation, les plaques de substrat sont de type substrat métallisé isolé (SMI), 30 permettant de supporter de forts courants, de l'ordre de 100 A à 200 A. Selon un mode de réalisation, les composants de puissance sont des transistors de type MOSFET.Thus, for a set of substrates, a single arrival and a single power output are obtained, always for greater compactness. The current supply may be in the center of the substrate plate, in which case the current output is on the edge of the substrate plate, or the current supply may be on the edge of the substrate plate, in which case the current output is at the center of the substrate plate. According to one embodiment, the substrate plates are arranged in pairs, the substrate plates of a pair being separated by a base, ceramic or metal having a good thermal conduction, the power components being arranged on the faces substrate plates which are not turned towards the base. Such an arrangement of the power components facilitates the integration and cooling of these components. According to one embodiment, the substrate plates are of the metallized insulated substrate (SMI) type, which makes it possible to withstand high currents, of the order of 100 A to 200 A. According to one embodiment, the power components are transistors of the MOSFET type.

L'invention a également pour objet un ensemble contacteur statique de puissance, caractérisé par le fait qu'il comprend un contacteur statique de puissance tel que défini ci-dessus et un boîtier recevant ledit contacteur 5 statique de puissance, les bords extérieurs des plaques de substrat du contacteur statique de puissance étant en contact avec les parois latérales du boîtier afin de favoriser la dissipation thermique de la chaleur générée par les composants de puissance du contacteur statique de 10 puissance. Pour mieux illustrer l'objet de la présente invention, on va en décrire ci-après un mode de réalisation préféré avec référence aux dessins annexés. Sur ces dessins : 15 la Figure 1 est une vue en éclaté d'un contacteur statique de puissance selon la présente invention la Figure 2 est une vue du dessous de la Figure 1 ; la Figure 3 est une vue en coupe de côté de la Figure 2 ; 20 la Figure 4 est une vue en perspective d'une pièce conductrice de liaison de contacts de contacteur statique de puissance selon la présente invention ; la Figure 5 est une vue en éclaté d'un ensemble contacteur statique de puissance selon la présente 25 invention ; Si l'on se réfère à la Figure 1, on peut voir qu'il y est représenté un contacteur statique de puissance 1 selon la présente invention. 30 Le contacteur statique de puissance 1 comporte une partie de puissance 2, une carte de commande 3 commandant la partie de puissance 2, une arrivée de courant de puissance 4 et une sortie de courant de puissance 5.The invention also relates to a static power contactor assembly, characterized in that it comprises a static power contactor as defined above and a housing receiving said static power contactor 5, the outer edges of the plates of The static power contactor substrate is in contact with the housing sidewalls to promote heat dissipation of the heat generated by the power components of the static power contactor. To better illustrate the object of the present invention, a preferred embodiment will be described below with reference to the accompanying drawings. In these drawings: Fig. 1 is an exploded view of a static power contactor according to the present invention; Fig. 2 is a bottom view of Fig. 1; Figure 3 is a side sectional view of Figure 2; Figure 4 is a perspective view of a conductive static power contact contact connecting part according to the present invention; Figure 5 is an exploded view of a static power contactor assembly according to the present invention; Referring to Figure 1, it can be seen that there is shown a static power contactor 1 according to the present invention. The static power contactor 1 comprises a power section 2, a control board 3 controlling the power section 2, a power line 4 and a power output 5.

La partie de puissance 2 comprend une plaque de substrat supérieure 2a, une plaque de substrat inférieure 2b, les plaques de substrat 2a, 2b étant parallèles et rondes, et douze composants de puissance tous référencés 2c 5 disposés sur chaque plaque de substrat 2a, 2b, les entrées de courant de puissance et les sorties de courant de puissance des composants de puissance 2c étant connectées à des pistes conductrices disposées sur les plaques de substrat 2a, 2b et qui seront décrites ultérieurement en 10 référence à la Figure 2. Le nombre de composants de puissance est ici égal à douze. Il ne s'agit bien sûr que d'un exemple de réalisation de l'invention. Le nombre de composants de puissance pouvant être, en fonction des besoins, supérieur ou inférieur à douze. 15 Pour chaque plaque de substrat 2a, 2b, les sorties de courant de puissance des composants de puissance 2c sont connectées ensemble par une pièce conductrice de liaison 6, ladite pièce conductrice de liaison 6 connectant la sortie de courant de puissance 5 aux sorties de courant 20 de puissance des composants de puissance 2c. La pièce conductrice de liaison 6 sera décrite plus en détail en référence à la Figure 4. La carte de commande 3 commandant les composants de puissance 2c par des signaux de commande est disposée 25 parallèle à chaque plaque de substrat 2a, 2b et au-dessus de la pièce conductrice de liaison 6 de la plaque de substrat supérieure 2a, un connecteur 8a connectant le centre de la carte de commande 3 au centre de la plaque de substrat supérieure 2a et un autre connecteur 8b connectant 30 les centres de la paire de plaques de substrat 2a, 2b, la pièce conductrice de liaison 6 entre la carte de commande 3 et la plaque de substrat supérieure 2a étant percée d'un trou 6c pour le passage du connecteur 8a, les connecteurs 8a, 8b permettant le passage des signaux de commande des composants de puissance 2c entre la carte de commande 3 et chaque plaque de substrat 2a, 2b. L'arrivée de courant de puissance 4 est une pièce 5 monobloc, représentée sur la Figure 1 en vue éclatée au-dessus de la carte de commande 3, comportant un premier plot cylindrique 4a d'amenée de courant, deux seconds plots cylindriques 4b, les premier et seconds plots cylindriques 4a, 4b étant disposés dans une direction perpendiculaire 10 aux plaques de substrat 2a, 2b, et une partie plate allongée 4c disposée dans une direction perpendiculaire aux premier et seconds plots cylindriques 4a, 4b, le premier plot cylindrique 4a étant connecté à la surface supérieure de la partie plate allongée 4c et les seconds plots 15 cylindriques 4b étant connectés à la surface inférieure de la partie plate allongée 4c. La sortie de courant de puissance 5 est une pièce monobloc, représentée sur la Figure 1 en vue éclatée au-dessus de la carte de commande 3, comportant un premier 20 plot cylindrique 5a de sortie de courant, deux seconds plots cylindriques 5b, les premier et seconds plots cylindriques 5a, 5b étant disposés dans une direction perpendiculaire aux plaques de substrat 2a, 2b, et une partie plate allongée 5c disposée dans une direction 25 perpendiculaire aux premier et seconds plots cylindriques 5a, 5b, le premier plot cylindrique 5a étant connecté à la surface supérieure de la partie plate allongée Sc et les seconds plots cylindriques 5b étant connectés à la surface inférieure de la partie plate allongée Sc, la surface de la 30 partie plate allongée Sc étant élargie afin de diminuer la résistance électrique et favoriser la dissipation thermique de la chaleur générée par le courant circulant dans la sortie de courant de puissance S.The power portion 2 comprises an upper substrate plate 2a, a lower substrate plate 2b, the substrate plates 2a, 2b being parallel and round, and twelve power components all referenced 2c 5 arranged on each substrate plate 2a, 2b. the power current inputs and the power output outputs of the power components 2c being connected to conductive tracks disposed on the substrate plates 2a, 2b and will be described later with reference to FIG. power components here is equal to twelve. This is of course only an exemplary embodiment of the invention. The number of power components that can be, depending on requirements, greater or less than twelve. For each substrate plate 2a, 2b, the power output outputs of the power components 2c are connected together by a connecting conductive member 6, said connecting conductive member 6 connecting the power output output 5 to the current outputs 20 power of the power components 2c. The conductive connecting piece 6 will be described in more detail with reference to FIG. 4. The control board 3 controlling the power components 2c by control signals is disposed parallel to each substrate plate 2a, 2b and above. of the conductive connecting piece 6 of the upper substrate plate 2a, a connector 8a connecting the center of the control card 3 to the center of the upper substrate plate 2a and another connector 8b connecting the centers of the pair of plates 2a, 2b, the conductive connecting piece 6 between the control card 3 and the upper substrate plate 2a being pierced with a hole 6c for the passage of the connector 8a, the connectors 8a, 8b allowing the passage of the signals of controlling the power components 2c between the control board 3 and each substrate board 2a, 2b. The power current inlet 4 is a single-piece part 5, shown in FIG. 1 in exploded view above the control board 3, comprising a first cylindrical current supply pad 4a, two second cylindrical pads 4b, the first and second cylindrical studs 4a, 4b being disposed in a direction perpendicular to the substrate plates 2a, 2b, and an elongated flat portion 4c disposed in a direction perpendicular to the first and second cylindrical studs 4a, 4b, the first cylindrical stud 4a being connected to the upper surface of the elongated flat portion 4c and the second cylindrical studs 4b being connected to the lower surface of the elongated flat portion 4c. The power output 5 is a single piece, shown in Figure 1 exploded view above the control board 3, having a first cylindrical stud 5a current output, two second cylindrical studs 5b, the first and second cylindrical studs 5a, 5b being disposed in a direction perpendicular to the substrate plates 2a, 2b, and an elongated flat portion 5c disposed in a direction perpendicular to the first and second cylindrical studs 5a, 5b, the first cylindrical stud 5a being connected at the upper surface of the elongated flat portion Sc and the second cylindrical studs 5b being connected to the lower surface of the elongated flat portion Sc, the surface of the elongate flat portion Sc being enlarged to decrease electrical resistance and to promote dissipation thermal heat generated by the current flowing in the power output current S.

L'arrivée de courant de puissance 4 et la sortie de courant de puissance 5 sont des pièces conductrices métalliques notamment en cuivre mais peuvent également être dans un autre matériau conducteur tel que aluminium ou laiton. Si l'on se réfère à la Figure 2, on peut voir qu'il y est représenté la plaque de substrat inférieure 2b du contacteur statique de puissance 1 de la Figure 1. La plaque de substrat 2b comprend une première 10 piste conductrice 9 et un groupe de secondes pistes conductrices 10, les secondes pistes conductrices 10 étant formées sur la plaque de substrat 2b isolées électriquement entre elles et isolées électriquement de la première piste conductrice 9. 15 La première piste conductrice 9 s'étend sur une partie de la périphérie d'un premier cercle centré sur le centre de la plaque de substrat 2b et les secondes pistes conductrices 10 sont toutes formées de manière discrète sur la périphérie d'un second cercle concentrique avec le 20 premier cercle et formé à l'intérieur du premier cercle. Les entrées de courant de puissance des composants de puissance 2c sont connectées sur la première piste conductrice 9 et les sorties de courant de puissance des composants de puissance 2c sont connectées sur les 25 secondes pistes conductrices 10. La plaque de substrat 2b possède un trou 2d dans une région proche de son centre afin qu'un des seconds plots cylindriques 5b de la sortie de courant de puissance 5 traverse la plaque de substrat 2b en passant dans ledit 30 trou 2d. La plaque de substrat 2b possède deux trous 2e dans une région proche de son bord extérieur et sur la première piste conductrice 9 afin que les seconds plots cylindriques 4b de l'arrivée de courant de puissance 4 traversent la plaque de substrat 2b en passant dans lesdits trous 2e et connectent entre elles les premières pistes conductrices 9 des plaques de substrat 2a, 2b.The power current inlet 4 and the power output output 5 are metal conductive parts including copper but may also be in another conductive material such as aluminum or brass. Referring to FIG. 2, it can be seen that there is shown the lower substrate plate 2b of the static power contactor 1 of FIG. 1. The substrate plate 2b comprises a first conductive track 9 and a group of second conductive tracks 10, the second conductive tracks 10 being formed on the substrate plate 2b electrically insulated from each other and electrically insulated from the first conductive track 9. The first conductive track 9 extends over a part of the periphery a first circle centered on the center of the substrate plate 2b and the second conductive tracks 10 are all discretely formed on the periphery of a second circle concentric with the first circle and formed within the first circle . The power current inputs of the power components 2c are connected to the first conductive track 9 and the power current outputs of the power components 2c are connected to the 25 second conductive tracks 10. The substrate plate 2b has a 2d hole. in a region near its center so that one of the second cylindrical studs 5b of the power output 5 passes through the substrate plate 2b through said hole 2d. The substrate plate 2b has two holes 2e in a region close to its outer edge and on the first conductive track 9 so that the second cylindrical studs 4b of the power current inlet 4 pass through the substrate plate 2b passing through said holes 2e and connect together the first conductive tracks 9 of the substrate plates 2a, 2b.

La première piste conductrice 9 et les secondes pistes conductrices 10 sont des pistes conductrices en cuivre. Il est à noter que le secteur angulaire vide sur la plaque de substrat 2b afin de faire passer l'arrivée de 10 courant de puissance 4 n'est pas obligatoire et peut être remplacé par un composant de puissance supplémentaire dans le cas où l'arrivée de courant de puissance 4 passe dans un autre secteur de la plaque de substrat 2b, ou est décalée davantage vers le bord de la plaque de substrat 2b. 15 Il est également à noter que dans un autre mode de réalisation les secondes pistes conductrices 10 pourraient toutes être formées de manière discrète sur la périphérie d'un second cercle concentrique avec le premier cercle et formé à l'extérieur du premier cercle. 20 Si l'on se réfère à la Figure 3 et à la Figure 4, on peut voir qu'il y est représenté le contacteur statique de puissance 1 de la Figure 1 logé dans un boîtier 11, ainsi que la pièce conductrice de liaison 6 de la plaque de substrat supérieure 2a du contacteur statique de puissance 25 1. Les deux plaques de substrat 2a, 2b sont symétriquement opposées par rapport à un plan situé entre elles et parallèle à celles-ci et sont montées sur une embase céramique ou métallique 12 disposant d'une bonne 30 conduction thermique, les composants de puissance 2c étant disposés sur les faces des plaques de substrat 2a, 2b qui ne sont pas tournées vers l'embase 12. La fonction de l'embase 12 est de dissiper la chaleur. Si l'embase est métallique, les faces inférieures des plaques de substrat ne porteront pas de pistes conductrices ou bien un isolant sera interposé entre les pistes et le substrat. Pour chaque plaque de substrat 2a, 2b, la pièce 5 conductrice de liaison 6 connecte électriquement entre elles les secondes pistes conductrices 10, et les connecte à la sortie de courant 5. Les seconds plots cylindriques 4b de l'arrivée de courant de puissance 4 connectent les premières pistes 10 conductrices 9 de chaque plaque de substrat 2a, 2b en passant à travers les trous 2e dans une région proche du bord extérieur des plaques de substrat 2a, 2b. Les seconds plots cylindriques 5b de la sortie de courant de puissance 5 connectent les deux pièces 15 conductrices de liaison 6 des deux plaques de substrat 2a, 2b, en connectant la pièce conductrice de liaison 6 de la plaque de substrat supérieure 2a par l'intermédiaire d'un des seconds plots cylindriques 5b et en connectant la pièce conductrice de liaison 6 de la plaque de substrat 20 inférieure 2b par l'intermédiaire de l'autre des seconds plots cylindriques 5b en passant à travers le trou 2d dans une région proche du centre des plaques de substrat 2a, 2b. Les connecteurs 8a, 8b relient les signaux de commande de la carte de commande 3 aux entrées de commande 25 des composants de puissance 2c en passant à travers des trous oblongs 2f au centre des plaques de substrat 2a, 2b. L'embase 12 entre les deux plaques de substrat 2a, 2b comporte également des trous correspondant aux trous dans les plaques de substrat 2a, 2b pour faire passer 30 l'arrivée de courant de puissance 4, la sortie de courant de puissance 5 et les connecteurs 8a, 8b. Le boîtier 11 accueillant le contacteur statique de puissance 1 selon la présente invention comporte une paroi inférieure 15 et des parois latérales 11b, les parois latérales llb du boîtier 11 étant en contact avec les bords extérieurs des plaques de substrat 2a, 2b afin de favoriser la dissipation thermique de la chaleur générée par les composants de puissance 2c. Chaque pièce conductrice de liaison 6 comporte une partie supérieure 6a de forme ronde qui est parallèle aux plaques de substrat 2a, 2b et une pluralité de pattes 6b qui font saillie de la partie supérieure 6a dans un plan différent du plan moyen de la partie supérieure 6a pour venir en contact avec le groupe de secondes pistes conductrices 10, le nombre de pattes 6b étant égal au nombre de secondes pistes conductrices 10. La pièce conductrice de liaison 6 comporte un premier trou 6c au centre de sa partie supérieure 6a afin d'insérer les connecteurs 8a, 8b reliant la carte de commande 3 aux plaques de substrat 2a, 2b, et deux seconds trous 6d, le premier second trou 6d servant à insérer et à connecter l'un des seconds plots cylindriques 5b de la sortie de courant de puissance 5 et le deuxième second trou 6d servant à insérer l'autre des seconds plots cylindriques 5b de la sortie de courant de puissance 5, les deux seconds trous 6d étant disposés de chaque côté du premier trou 6c de manière symétrique.The first conductive track 9 and the second conductive tracks 10 are copper conductive tracks. It should be noted that the empty angular sector on the substrate plate 2b in order to pass the arrival of power current 4 is not mandatory and can be replaced by an additional power component in the case where the arrival power flow 4 passes into another sector of the substrate plate 2b, or is further shifted towards the edge of the substrate plate 2b. It should also be noted that in another embodiment the second conductive tracks 10 could all be discretely formed on the periphery of a second circle concentric with the first circle and formed outside the first circle. Referring to FIG. 3 and FIG. 4, it can be seen that there is shown the static power contactor 1 of FIG. 1 housed in a housing 11, as well as the conductive connecting piece 6. of the upper substrate plate 2a of the static power contactor 1. The two substrate plates 2a, 2b are symmetrically opposed with respect to a plane situated therebetween and parallel thereto and are mounted on a ceramic or metal base 12 having a good thermal conduction, the power components 2c being disposed on the faces of the substrate plates 2a, 2b which are not turned towards the base 12. The function of the base 12 is to dissipate the heat. If the base is metallic, the lower faces of the substrate plates will not carry conductive tracks or an insulator will be interposed between the tracks and the substrate. For each substrate plate 2a, 2b, the conductive connecting piece 6 electrically connects the second conductive tracks 10 to each other and connects them to the current output 5. The second cylindrical studs 4b of the power output 4 connect the first conductive tracks 9 of each substrate plate 2a, 2b by passing through the holes 2e in a region near the outer edge of the substrate plates 2a, 2b. The second cylindrical studs 5b of the power current output 5 connect the two conductive connecting pieces 6 of the two substrate plates 2a, 2b, by connecting the conductive connecting piece 6 of the upper substrate plate 2a via one of the second cylindrical studs 5b and connecting the conductive connecting piece 6 of the lower substrate plate 2b through the other of the second cylindrical studs 5b passing through the hole 2d in a region close to center of the substrate plates 2a, 2b. The connectors 8a, 8b connect the control signals from the control board 3 to the control inputs 25 of the power components 2c by passing through oblong holes 2f in the center of the substrate plates 2a, 2b. The base 12 between the two substrate plates 2a, 2b also has holes corresponding to the holes in the substrate plates 2a, 2b for passing the power supply 4, the power output 5 and the connectors 8a, 8b. The housing 11 accommodating the static power contactor 1 according to the present invention comprises a bottom wall 15 and side walls 11b, the side walls 11b of the housing 11 being in contact with the outer edges of the substrate plates 2a, 2b in order to promote the Heat dissipation of the heat generated by the 2c power components. Each conductive connecting piece 6 comprises a round-shaped upper portion 6a which is parallel to the substrate plates 2a, 2b and a plurality of tabs 6b which project from the upper part 6a in a plane different from the mean plane of the upper part 6a. to come into contact with the group of second conductive tracks 10, the number of legs 6b being equal to the number of second conductive tracks 10. The conductive connecting piece 6 has a first hole 6c in the center of its upper part 6a in order to insert the connectors 8a, 8b connecting the control card 3 to the substrate plates 2a, 2b, and two second holes 6d, the first second hole 6d serving to insert and connect one of the second cylindrical studs 5b of the current output of 5 and the second second hole 6d for inserting the other of the second cylindrical studs 5b of the power output output 5, the two second holes 6d being arranged on each side of the first hole 6c symmetrically.

La pièce conductrice de liaison 6 est une pièce métallique notamment en cuivre mais peut également être dans un autre matériau conducteur tel que aluminium ou laiton. Si l'on se réfère à la Figure 5, on peut voir 30 qu'il est y représenté l'ensemble contacteur statique de puissance 13 selon la présente invention. L'ensemble contacteur statique de puissance comporte le contacteur statique de puissance 1, le boîtier 11, un couvercle de boîtier supérieur 14, un couvercle de boîtier inférieur 15 et une plaque 16 disposée entre le couvercle de boîtier supérieur 14 et la partie plate allongée 5c de la sortie de courant de puissance 5, cette plaque 16 assure la gestion des contacts auxiliaires et l'interface de commande (connecteurs externes compatibles des montages en installation après coup (rétroadaptation/rétrofit) par rapport à des solutions électromécaniques existantes).The conductive connecting piece 6 is a metal part, in particular copper, but may also be in another conductive material such as aluminum or brass. Referring to FIG. 5, it can be seen that there is shown the static power contactor assembly 13 according to the present invention. The static power contactor assembly includes the power static contactor 1, the housing 11, an upper housing cover 14, a lower housing cover 15 and a plate 16 disposed between the upper housing cover 14 and the elongated flat portion 5c of the power output of power 5, this plate 16 provides the management of the auxiliary contacts and the control interface (external connectors compatible installation after installation (retrofit / retrofit) compared to existing electromechanical solutions).

La carte de commande 3 est fixée sur les plaques de substrat 2a, 2b par l'intermédiaire de quatre fixations 17 passant à travers quatre trous 2g dans chaque plaque de substrat 2a, 2b. Le couvercle de boîtier supérieur 13 comporte 15 sept trous 14a correspondant aux sept fixations 18 de la plaque 16 disposée entre le couvercle de boîtier supérieur 14 et la partie plate allongée 5c de la sortie de courant de puissance 5, afin de fixer la plaque 16 au couvercle de boîtier supérieur 14, ainsi que deux trous 14b, 14c pour 20 respectivement faire passer l'arrivée de courant de puissance 4 et la sortie de courant de puissance 5 vers l'extérieur. Le couvercle de boîtier inférieur 15 comporte quatre trous 15a correspondant aux quatre fixations 17 de 25 la carte de commande 3, afin de fixer la carte de commande 3 et le contacteur statique de puissance 1 au couvercle de boîtier inférieur 15. Il est à noter que, dans le mode de réalisation représenté, les plaques de substrat 2a, 2b sont de type 30 substrat métallisé isolé (SMI). Ce type de substrat n'est évidemment pas limitatif, et on pourrait envisager sans s'écarter de la portée de l'invention un autre type de substrat tel que des céramiques de type DBC (« Direct Bonded Copper ») pour une mise en oeuvre de MOSFET sous forme de puces. Les composants de puissance 2c sont des transistors de type MOSFET. Avantageusement, on utilisera plus particulièrement le type PROFET (marque enregistrée de la société Infineon) dans un mode de réalisation préféré de l'invention. Il est à noter également que le nombre de plaques de substrat 2a, 2b peut être supérieur à deux, que les plaques de substrat 2a, 2b peuvent être de n'importe quelle forme et qu'elles peuvent accueillir un nombre quelconque de composants de puissance 2c, que les broches de sortie de courant de puissance des composants de puissance 2c peuvent être agencées différemment de telle sorte que les secondes pistes conductrices 10 peuvent avoir un agencement, différent de l'agencement du mode de réalisation représenté, qui correspond à l'agencement des broches de sortie de courant de puissance des composants de puissance 2c. La forme ronde des plaques de substrat 2a, 2b et 20 l'agencement en rond des composants de puissance 2c ont les avantages de réduire l'encombrement de la solution et donc de pouvoir remplacer des solutions électromécaniques par des solutions statiques dans le même encombrement, tout en gardant la même interface mécanique et électrique. 25The control board 3 is fixed on the substrate plates 2a, 2b by means of four fasteners 17 passing through four holes 2g in each substrate plate 2a, 2b. The upper housing cover 13 has seven holes 14a corresponding to the seven fasteners 18 of the plate 16 disposed between the upper housing cover 14 and the elongate flat portion 5c of the power output output 5 to secure the plate 16 to the upper housing cover 14, as well as two holes 14b, 14c for respectively passing the power current input 4 and the power output output 5 to the outside. The lower case cover 15 has four holes 15a corresponding to the four fasteners 17 of the control board 3, for attaching the control board 3 and the static power contactor 1 to the lower case cover 15. It should be noted that in the illustrated embodiment, the substrate plates 2a, 2b are of the isolated metallized substrate (SMI) type. This type of substrate is obviously not limiting, and it would be possible to envisage, without departing from the scope of the invention, another type of substrate such as DBC ceramics ("Direct Bonded Copper") for an implementation. of MOSFET in the form of chips. The power components 2c are MOSFET transistors. Advantageously, the PROFET type (registered trademark of the company Infineon) will be used more particularly in a preferred embodiment of the invention. It should also be noted that the number of substrate plates 2a, 2b can be greater than two, that the substrate plates 2a, 2b can be of any shape and that they can accommodate any number of power components 2c, that the power output pins of the power components 2c can be arranged differently so that the second conductive paths 10 can have an arrangement, different from the arrangement of the illustrated embodiment, which corresponds to the arrangement of the power output pins of the power components 2c. The round shape of the substrate plates 2a, 2b and the round arrangement of the power components 2c have the advantages of reducing the bulk of the solution and thus of being able to replace electromechanical solutions with static solutions in the same space. while keeping the same mechanical and electrical interface. 25

Claims

CLAIMS1 - Static power contactor (1), comprising a plurality of power components (2c), a control card (3) controlling the power components (2c) by control signals, a power supply input (4), a power output (5), characterized in that the power components (2c) are distributed on at least one substrate plate (2a, 2b), a first conductive track (9) and a group of second tracks conductors (10) being formed on each substrate plate (2a, 2b), the second conductive tracks (10) being formed on the substrate plate (2a, 2b) electrically insulated from each other and electrically insulated from the first conductive track (9 ), the second conductive tracks (10) being electrically interconnected by a conductive connecting piece (6) having a plurality of protruding tabs (6b), each tab (6b) of the conductive connecting piece (6) coming into contact with each other. contact with one of the second conductive tracks (10) of the substrate plate (2a, 2b), the power supply input (4) being electrically connected to one of the first conductive track (9) and the conductive connecting piece (6), the power output (5) being connected to the other of the first conductive track (9) and the conductive connecting piece (6), the power components (2c) being disposed on the conductive tracks (9, 10) of each substrate plate (2a, 2b) such that their power input is powered by the power current input (4) and their power output feeds the power output (5).

2 - static power contactor (1) according to claim 1, characterized in that each substrate plate (2a, 2b) is round, the first conductive track (9) extending over all or part of the periphery of a first circle centered on the center of the substrate plate (2a, 2b), the second conductive tracks (10) all being discretely formed on the periphery of a second circle concentric with the first circle and formed on the outside or inside the first circle.

3 - static power contactor (1) according to claim 1 or claim 2, characterized in that it comprises a plurality of parallel-mounted parallel substrate plates (2a, 2b), each connected to the power supply ( 4) and at the power output (5) of the static power contactor (1).

4 - static power contactor (1) according to claim 2 or claim 3, characterized in that each conductive connecting piece (6) has an upper portion (6a) of round shape parallel to the substrate plates (2a, 2b ) and a plurality of tabs (6b) projecting from the upper part (6a) in a plane different from the middle plane of the upper part (6a) to come into contact with the group of second conductive tracks (10), the parts connecting conductors (6) of the substrate plates (2a, 2b) being connected to each other via the power supply input (4) or the power output (5).

5 - static power contactor (1) according to claim 4, characterized in that the control card (3) is disposed parallel to each substrate plate (2a, 2b), a connector (8a) connecting the control card (3) to the adjacent substrate plate (2a, 2b), and a connector (8b) connecting each pair of adjacent substrate plates (2a, 2b), the conductive connecting pieces (6) between the control board (3) ) and the adjacent substrate plate (2a, 2b) and between each pair of adjacent substrate plates (2a, 2b) being pierced with a hole (6c) for the passage of the corresponding connector (8a), each pair of substrate (2a, 2b) being then pierced with a hole (2f) for the passage of the connector (8a, 8b), the connectors (8a, 8b) allowing the passage of the control signals of the power components (2c) between the control board (3) and each substrate board (2a, 2b).

6 - static power contactor (1) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the power current inlet (4) and the power current output (5) are each a one-piece part, connected to respective conductive tracks (9, 10) of each substrate plate (2a, 2b) and passing through each substrate plate (2a, 2b) through holes (2e, 2d) formed in the thickness thereof.

7 - static power contactor (1) according to one of claims 3 to 6, characterized in that the substrate plates (2a, 2b) are arranged in pairs, the substrate plates (2a, 2b) of a pair being separated by a base (12) and the power components (2c) being disposed on the faces of the substrate plates (2a, 2b) which are not turned towards the base (12).

8 - static power contactor (1) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the substrate plates (2a, 2b) are of metallized insulated substrate (SMI).

9 - static power contactor (1) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the power components (2c) are MOSFET type transistors.

10 - static power contactor assembly (13), characterized in that it comprises a static power contactor (1) according to one of claims 1 to 9 and a housing (11) receiving said static power contactor ( 1), the outer edges of the substrate plates (2a, 2b) of the static power contactor (1) being in contact with the side walls (11b) of the housing (11) to promote heat dissipation of the heat generated by the power components (2c) of the static power contactor (1).