FR3082351A1 - Composant formant au moins deux inductances - Google Patents

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    • H01F17/04Fixed inductances of the signal type  with magnetic core
    • H01F17/06Fixed inductances of the signal type  with magnetic core with core substantially closed in itself, e.g. toroid

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Abstract

Composant (1) formant au moins deux inductances (12), le composant (1) comprenant : - une structure (2) en un matériau magnétiquement conducteur, comprenant : une base (7), un couvercle (8), au moins une première jambe (9) s'étendant continument entre la base (7) et le couvercle (8) et au moins deux deuxièmes jambes (10), chaque deuxième jambe (10) s'étendant entre la base (7) et le couvercle (8) de manière à ce qu'un flux magnétique circulant entre la base (7) et le couvercle (8) via cette deuxième jambe (10) traverse au moins un entrefer, et - un élément (3) électriquement conducteur, définissant une entrée électrique (4) pour le composant et une sortie électrique (5) pour le composant, l'élément (3) électriquement conducteur et la structure (2) coopérant de manière à définir au moins deux inductances (12), chaque inductance (12) présentant un flux magnétique circulant entre la base (7) et le couvercle (8) : - dans une première jambe (9), et - dans une deuxième jambe (10) dédiée à ladite inductance (12).

Description

Composant formant au moins deux inductances
La présente invention concerne un composant formant au moins deux inductances. Ce composant peut notamment, mais non exclusivement, appartenir à un convertisseur statique d’énergie électrique, tel qu’un convertisseur de tension continue / continue, le composant fournissant alors tout ou partie des inductances de ce convertisseur.
Le convertisseur de tension continue / continue est par exemple un convertisseur de tension 12V / 48 V. Dans de tels cas, les inductances ainsi obtenues servent par exemple à réaliser un filtre CEM.
On connaît de la demande GB 2 442 090 un composant comprenant une structure en un matériau magnétiquement conducteur sur laquelle sont bobinés plusieurs fils électriques, de manière à former une ou plusieurs inductances.
Il existe un besoin pour améliorer encore la réalisation d’inductances, notamment pour des convertisseurs de tension continue / continue.
L’invention vise à répondre à ce besoin et elle y parvient, selon l’un de ses aspects, à l’aide d’un composant formant au moins deux inductance, ce composant comprenant :
- une structure en un matériau magnétiquement conducteur, comprenant : une base, un couvercle, au moins une première jambe s’étendant continûment entre la base et le couvercle, et au moins deux deuxièmes jambes, chaque deuxième jambe s’étendant entre la base et le couvercle de manière à ce qu’un flux magnétique circulant entre la base et le couvercle via cette deuxième jambe traverse au moins un entrefer, et
- un élément électriquement conducteur, notamment un ruban, définissant une entrée électrique pour le composant et une sortie électrique pour le composant, l’élément électriquement conducteur et la structure coopérant de manière à définir au moins deux inductances, chaque inductance présentant un flux magnétique circulant entre la base et le couvercle :
- dans une première jambe, et
- dans une deuxième jambe dédiée à cette inductance.
Selon l’invention, le flux magnétique associé à chaque inductance circule dans une première jambe qui s’étend continûment entre le couvercle et la base, de sorte qu’aucun entrefer n’existe entre le couvercle et la base pour cette circulation du flux magnétique via la première jambe. Cette première jambe peut être dédiée à une inductance respective ou commune aux deux inductances. Par contre, la circulation de ce flux magnétique entre le couvercle et la base via la deuxième jambe dédiée implique la traversée d’au moins un entrefer. La présence de l’entrefer permet le stockage d’énergie magnétique. Les deuxièmes jambes différant d’une inductance à l’autre et un entrefer étant ainsi dédié à une inductance, on favorise le découplage entre ces deux inductances puisque ces entrefers servent à stocker l’énergie magnétique de l’inductance.
Les inductances peuvent être définies successivement dans le composant.
Au sens de la présente demande, un entrefer n’est pas nécessairement un vide rempli par de l’air. Une zone occupée en tout ou partie par un matériau dont la perméabilité magnétique est plus faible que celle de la structure en matériau magnétiquement conducteur définit également un entrefer.
Toujours au sens de l’invention, « consécutivement » s’apprécie le long de l’élément électriquement conducteur, depuis l’entrée électrique pour le composant vers la sortie électrique pour le composant.
La valeur de l’inductance peut être quelconque, étant par exemple comprise entre 50 nH et 500 mH.
La structure magnétique est par exemple réalisée en ferrite, en poudre de fer ou encore en nanocristallin. Cette structure peut être monobloc ou être constituée par plusieurs pièces distinctes, ces dernières étant alors rigidement fixées les unes aux autres, ou non.
L’élément électriquement conducteur peut présenter une forme aplatie, étant un alors un ruban encore appelé « leadframe » en anglais. Ce ruban est par exemple réalisé en cuivre.
L’entrée électrique pour le composant est par exemple connectée à une source de tension, par exemple une source de tension 48 V, et la sortie électrique pour le composant est par exemple connectée à des consommateurs du réseau de tension ou aux cellules de commutation d’un convertisseur statique tel qu’un convertisseur de tension continue / continue.
Le ruban électriquement conducteur est par exemple différent d’un fil électrique bobiné
Le composant est par exemple implanté sur une carte de circuit imprimé. Le composant s’étend par exemple de part et d’autre de cette carte de circuit imprimé, la base du composant étant alors située d’un côté de cette carte de circuit imprimé, tandis que le couvercle du composant est situé de l’autre côté de cette carte de circuit imprimé.
La première jambe peut être réalisée d’une seule pièce avec l’un au moins de la base et du couvercle.
La première jambe peut être dépourvue de cavité interne. Aucun entrefer n’existe alors au sein de cette première jambe.
L’entrée électrique pour le composant et la sortie électrique pour le composant peuvent être formées par deux portions respectives de l’élément électriquement conducteur, notamment du ruban, qui s’étendent parallèlement l’une par rapport à l’autre.
Selon un premier exemple de mise en œuvre de l’invention, l’élément électriquement conducteur, notamment le ruban, s’étend de façon rectiligne et la structure comprend au moins deux premières jambes, le flux magnétique associé à chaque inductance circulant entre la base et le couvercle:
- dans une première jambe dédiée à ladite inductance, et
- dans une deuxième jambe dédiée à ladite inductance, les positions des premières et deuxièmes jambes par rapport à l’élément électriquement conducteur étant notamment inversées entre deux inductances consécutives.
Selon ce premier exemple de mise en œuvre, chaque inductance dispose ainsi : d’une première jambe dédiée et d’une deuxième jambe dédiée.
La position inversée des premières et deuxièmes jambes par rapport à l’élément électriquement conducteur entre deux inductances consécutives permet que le couvercle puisse être monté de façon stable sur ces jambes.
Toutes les premières jambes peuvent avoir la même forme et la même dimension selon ce premier mode, et toutes les deuxièmes jambes peuvent également avoir la même forme et la même dimension selon ce premier mode. On peut ainsi obtenir différentes inductances de même valeur. Trois ou quatre inductances sont par exemple formées par le composant.
Selon un deuxième exemple de mise en œuvre de l’invention, l’élément électriquement conducteur, notamment le ruban, s’étend de manière à ménager au moins un aller-retour, deux portions consécutives de l’aller-retour de l’élément électriquement conducteur étant séparées par une première jambe, cette première jambe étant parcourue par le flux magnétique associé à chacune des deux inductances.
Selon ce deuxième exemple de mise en œuvre, deux inductances, notamment consécutives, partagent ainsi une même première jambe.
Toujours selon ce deuxième exemple de mise en œuvre, un aller-retour de l’élément électriquement conducteur peut définir deux portions consécutives séparées par une première jambe et encadrées par deux deuxièmes jambes, auquel cas cette portion en aller-retour définit successivement deux inductances, le flux associé à la première inductance circulant entre la base et le couvercle, dans la première jambe et dans l’une des deux deuxièmes jambes dédiées à cette première inductance, et le flux associé à la deuxième inductance circulant entre la base et le couvercle, dans la première jambe et dans l’autre des deux deuxièmes jambes dédiées à cette deuxième inductance.
Selon ce deuxième exemple de mise en œuvre, l’élément électriquement conducteur peut ménager plusieurs aller-retours, des portions de cet élément en aller-retour peuvent être séparées par une première jambe et des portions de cet élément en aller-retour peuvent être séparées par une deuxième jambe. Dans un tel cas, la distance de séparation entre deux portions en aller-retour définie par la présence d’une deuxième jambe peut être supérieure, par exemple être le double, de la distance de séparation entre deux portions en aller-retour définie par la présence d’une première jambe.
Selon un troisième exemple de mise en œuvre, les deuxièmes jambes définissent une paroi périphérique du composant, de manière à ce que la base, le couvercle et cette paroi périphérique définissent ensemble un boîtier du composant, la structure comprend une unique première jambe et, le flux magnétique associé à chaque inductance circule entre la base et le couvercle :
- dans la première jambe, et
- dans une deuxième jambe dédiée à ladite inductance.
Selon ce troisième exemple de mise en œuvre, la première jambe est parcourue par le flux associé à chaque inductance, cette première jambe étant partagée par les inductances. Cette première jambe étant dépourvue d’entrefer, on assure ainsi un découplage de ces différentes inductances.
La première jambe peut définir une poutre centrale autour de laquelle est disposée l’élément électriquement conducteur, notamment le ruban. La première jambe est alors exclusivement à l’intérieur du boîtier.
En variante, la première jambe peut définir une paroi interne au boîtier, délimitant par exemple deux compartiments distincts dans ce boîtier. Les extrémités de cette première jambe peuvent, ou non, affleurer selon cette variante la périphérie du boîtier.
Selon ce troisième exemple de mise en œuvre, la paroi périphérique peut être réalisée d’une seule pièce avec l’un au moins de la base et du couvercle. Lorsque la paroi périphérique n’est pas réalisée d’une seule pièce avec l’un de la base et du couvercle, la fixation entre ces derniers éléments peut s’effectuer via de la colle.
Selon ce troisième exemple de mise en œuvre, chaque entrefer peut être ménagé par un vide entre la paroi périphérique et le couvercle du boîtier. Ce vide peut, en tout ou partie, être occupé par la colle précitée qui sert à la fixation de la paroi périphérique sur l’un de la base et du couvercle.
Le vide précité peut être obtenu de deux façons, par exemple :
- le couvercle présente selon une première façon une face tournée vers la paroi périphérique plane, et la première jambe s’étend en direction du couvercle sur une dimension supérieure à celle sur laquelle s’étend la paroi périphérique en direction du couvercle, de manière à ménager l’entrefer par cette différence de dimension,
- le couvercle présente selon une deuxième façon une face tournée vers la paroi périphérique avec une zone périphérique plane et une zone centrale en saillie vers la première jambe, la paroi périphérique et la première jambe s’étendant selon une même dimension en direction du couvercle, de manière à ménager l’entrefer par l’absence de saillie au niveau de la zone périphérique de la face du couvercle.
Toujours selon ce troisième exemple de mise en œuvre, au moins une cavité peut être ménagée dans la paroi périphérique, de manière à délimiter deux deuxièmes jambes entre elles. N cavités sont par exemple ménagées dans la paroi périphérique, de manière à définir N+1 deuxièmes jambes. Toutes les deuxièmes jambes peuvent avoir la même forme et les mêmes dimensions.
Chaque inductance peut alors présenter la même valeur, selon ce troisième exemple de mise en œuvre.
Lorsqu’une telle cavité est présente, une excroissance de l’élément électriquement conducteur, notamment du ruban, peut s’étendre dans cette cavité, cette excroissance étant apte à être connectée à un condensateur pour former un filtre LC. La connexion de l’excroissance au condensateur est alors effectuée à l’extérieur du boîtier. La capacité du condensateur est par exemple comprise entre InF et lOOmF. Les inductances peuvent être montées en série et chaque excroissance peut correspondre à une zone de l’élément électriquement conducteur, notamment du ruban, disposé entre deux inductances montées en série.
Lorsque plusieurs cavités sont présentes, chacune peut être occupée par une excroissance de l’élément électriquement conducteur, notamment du ruban, et chacune de ces excroissances est alors connectée à un condensateur pour former un filtre LC. Un autre condensateur peut être électriquement connecté à l’entrée électrique pour le composant et/ou un autre condensateur peut être électriquement connecté à la sortie électrique pour le composant. Chaque condensateur est ainsi d’une part connecté à l’élément électriquement connecteur, et d’autre part à la masse.
Chaque cavité ménagée dans la paroi périphérique peut communiquer avec :
- une cavité associée et ménagée dans la base, et/ou
- une cavité associée et ménagée dans le couvercle.
La présence de ces cavités associées dans la base et/ou la présence de ces cavités associées dans le couvercle peut permettre de réduire les inductances parasites causées par la connexion des condensateurs à l’élément électriquement conducteur.
Selon les premier et deuxième exemples de mise en œuvre :
- du vide peut être ménagé entre chaque deuxième jambe et l’un du couvercle et de la base, ce vide étant le cas échéant occupé en tout ou partie par de la colle permettant la fixation entre ces éléments, et
- l’élément électriquement conducteur, notamment le ruban, peut comprendre des excroissances aptes chacune à être connectée à un condensateur pour former un filtre LC.
Dans tout ce qui précède, la base et le couvercle peuvent avoir une même forme, notamment polygonale, et le rapport entre la hauteur du composant et la racine carrée de l’aire de la base peut être inférieur à 1, notamment inférieur à 0,5.
Lorsque la base et le couvercle ont une même forme polygonale, les deuxièmes jambes peuvent toutes, ou au moins une partie d’entre elles, être positionnées sur les sommets des polygones.
Toujours lorsque la base et le couvercle ont une même forme polygonale, l’entrée électrique pour le composant et la sortie électrique pour le composant peuvent être disposées sur un même côté de ce polygone et la première jambe peut comprendre une extension, formant notamment une zone amincie de la dite première jambe. Cette extension peut s’étendre continûment ou non entre la base et le couvercle, de manière à former un écran magnétique entre cette entrée électrique et cette sortie électrique pour le composant.
Dans tout ce qui précède, l’élément électriquement conducteur, notamment le ruban, peut s’étendre exclusivement à l’intérieur du composant, c’est-à-dire selon le troisième exemple de mise en œuvre exclusivement à l’intérieur du boîtier, entre l’entrée électrique pour le composant et la sortie électrique pour le composant. On peut par exemple générer ainsi des flux magnétiques de même sens dans une même première jambe.
En variante, dans tout ce qui précède, l’élément électriquement conducteur, notamment le ruban, peut comprendre au moins deux alternances de portion s’étendant à l’intérieur du composant, notamment du boîtier, et de portion s’étendant à l’extérieur du composant, notamment du boîtier. Ces alternances peuvent permettre que des flux magnétiques de sens différents soient générés dans une même première jambe.
Dans tout ce qui précède, l’élément électriquement conducteur, notamment le ruban, et la structure peuvent coopérer de manière à former exactement quatre inductances. Lorsque chaque inductance est associée à un condensateur, notamment via les excroissances précitées, le composant peut permettre l’obtention d’un filtre d’ordre 8.
L’invention n’est cependant pas limitée à un nombre précise d’inductances formées par le composant, toute valeur entre 2 et 10 étant notamment possible.
Dans tout ce qui précède, la base et le sommet de la structure peuvent chacun avoir une section rectangulaire, carrée ou triangulaire.
Dans tout ce qui précède, les inductances formées par le composant peuvent ou non être montées en série.
L’invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un convertisseur statique d’énergie électrique, comprenant le composant tel que défini ci-dessus.
Le convertisseur peut être un convertisseur de tension. Il s’agit par exemple d’un convertisseur de tension continu/continu, permettant par exemple :
- l’élévation d’une tension de 12 V à une tension de 48 V, ou
- l’élévation d’une tension de 300 V à une valeur de 800 V.
La fréquence de découpage de ce convertisseur peut être supérieure à 1 kHz, étant par exemple comprise entre 1 et 100 kHz, étant notamment de l’ordre de 20 kHz.
Lorsque le convertisseur de tension est un convertisseur 12 V / 48 V, ce convertisseur peut faire partie d’un circuit électrique ayant : une partie à 48 V pour l’échange électrique avec un altemo-démarreur 48 V et, une partie à 12 V pour l’alimentation de consommateurs du réseau de bord du véhicule.
Lorsque le convertisseur de tension est un convertisseur 300 V / 800 V, ce convertisseur peut faire partie d’un circuit électrique servant à l’échange d’énergie électrique entre une unité de stockage d’énergie électrique et un moteur électrique de véhicule hybride ou électrique, ou faire partie d’un circuit électrique servant à l’échange d’énergie électrique entre un réseau électrique externe au véhicule et une unité de stockage d’énergie électrique embarquée sur le véhicule.
En variante encore, le convertisseur statique peut être un onduleur.
L’invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un circuit électrique pour véhicule hybride ou électrique, comprenant :
- le convertisseur ci-dessus, et
- une carte de circuit imprimé, définissant un plan, la structure du composant précitée étant disposée de part et d’autre du plan de cette carte de sorte que la base de cette structure soit d’un côté de ce plan et que le sommet de cette structure soit de l’autre côté de ce plan.
Des logements existent par exemple dans la carte de circuit imprimé pour permettre la traversée de cette carte par la structure, par exemple par la paroi périphérique de cette structure selon le troisième exemple de mise en œuvre précité.
L’invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d’exemples non limitatifs de mise en œuvre de celle-ci et à l’examen du dessin annexé sur lequel :
- la figure 1 représente de façon schématique un composant selon un premier exemple de mise en œuvre de l’invention,
- les figures 2 à 5 représentent de façon schématique différentes variantes de composants selon un deuxième exemple de mise en œuvre de l’invention,
- les figures 6 à 11 représentent de façon schématique différentes variantes de composants selon un troisième exemple de mise en œuvre de l’invention,
- les figures 12etl4àl6 représentent une réalisation concrète du composant selon la figure 8,
- la figure 13 représente une autre réalisation concrète du composant selon la figure 8,
- la figure 17 est un modèle du circuit électrique équivalent au composant des figures 12 à 16, et
- la figure 18 représente un exemple d’assemblage du composant selon les figures 12 à 16 sur une carte de circuit imprimé.
On a représenté sur la figure 1 un composant 1 selon un premier exemple de mise en œuvre de l’invention. Ce composant 1 forme ici plusieurs inductances destinées à faire partie d’un filtre CEM de convertisseur de tension continue/continue 12 V / 48 V.
Ce composant 1 comprend :
- une structure 2 en un matériau magnétiquement conducteur, et
- un élément électriquement conducteur 3 qui est ici un ruban électriquement conducteur 3, et qui définit une entrée électrique 4 et une sortie électrique 5 pour le composant 1. D’autres exemples d’élément électriquement conducteur sont possibles, par exemple un conducteur de section circulaire.
Dans l’exemple considéré, l’entrée électrique 4 est par exemple destinée à être reliée électriquement à une source de stockage d’énergie électrique de tension nominale 48 V et la sortie électrique 5 est destinée à être reliée électriquement aux cellules de commutation du convertisseur de tension continue / continue 12V / 48V.
Le ruban électriquement conducteur 3 présente dans tous les exemples ci-après une forme aplatie, étant différent d’un fil électrique bobiné. Ce ruban électriquement conducteur 3 est par exemple réalisé en cuivre.
La structure 2 est par exemple réalisée en ferrite. Dans les exemples ci-après, la structure est formée par plusieurs pièces distinctes assemblées entre elles. La structure 2 est ainsi formée par :
- une base 7,
- un couvercle 8,
- au moins une première jambe 9 s’étendant continûment entre la base 7 et le couvercle 8, de manière à ce qu’un flux magnétique circulant entre la base 7 et le couvercle 8 via cette première jambe 9 ne traverse aucun entrefer, et
- plusieurs deuxièmes jambes 10 s’étendant entre la base 7 et le couvercle 8 de manière à ce qu’un flux magnétique circulant entre la base 7 et le couvercle 8 via cette deuxième jambe 10 traverse au moins un entrefer. Chaque deuxième jambe 10 est ici dédiée à une inductance.
Dans les exemples décrits, la base 7 et le couvercle 8 présentent chacun une surface plane définissant une surface d’extrémité pour le composant 1. Ces surfaces d’extrémité peuvent être parallèles et présenter la même forme et la même dimension. Le rapport entre la hauteur du composant 1, c’est-à-dire la distance entre ces deux surfaces d’extrémité, et la racine carrée de l’aire d’une de ces surfaces d’extrémité pour le composant 1 peut être compris entre 0,5 et 1. Le composant 1 présente ainsi une forme aplatie.
Dans l’exemple de la figure 1, on constate que le ruban électriquement conducteur 3 s’étend de façon rectiligne au sein de la structure 2 entre son entrée électrique 4 et sa sortie électrique 5.
On constate encore dans cet exemple que la structure présente trois premières jambes 9 et trois deuxièmes jambes 10 et que la coopération entre ce ruban 3 et cette structure 2 définit ici trois inductances successives 12.
Le flux associé à chaque inductance circule entre la base 7 et le couvercle 8 d’une part via une première jambe 9 dédiée à cette inductance, et d’autre part via une deuxième jambe 10 dédiée à cette inductance. Aucune jambe 9 ou 10 n’est ainsi partagée par plusieurs inductances selon ce premier exemple de mise en œuvre.
Dans ce premier exemple de mise en œuvre, chaque première jambe 9 est par exemple réalisée de façon monobloc avec la base 7 et chaque deuxième jambe 10 est par exemple réalisée de façon monobloc avec la base 7. Chaque entrefer existant au niveau d’une deuxième jambe 10 peut provenir du vide existant entre l’extrémité de cette deuxième jambe en regard du couvercle 8 et ce couvercle 8. Ce vide est par exemple dû au fait que la distance sur laquelle s’étend une première jambe 9 depuis la base 7 vers le couvercle 8 est supérieure à la distance correspondante pour les deuxième jambes 10. Dans une variante, ce vide est dû au fait que la surface du couvercle 8 présente une face en regard de la base 7 avec des saillies au niveau des premières jambes 9 venant en contact de ces premières jambes 9, alors que ces saillies sont absentes au niveau des deuxièmes jambes 10. Dans une autre variante, ce vide peut être occupé par de la matière, par exemple de la colle permettant la fixation de la deuxième jambe 10 au couvercle 8.
On constate encore, selon ce premier exemple, que d’une inductance 12 successive à l’autre, les positions respectives des premières jambes 9 et des deuxièmes jambes 10 alternent. Ainsi :
- pour l’inductance 12 la plus proche de l’entrée électrique 4, la première jambe 9 est située sur la droite du ruban électriquement conducteur 3 lorsque l’on circule le long de ce ruban en direction de la sortie électrique 5 et la deuxième jambe 10 est située sur la gauche du ruban électriquement conducteur 3, tandis que
- pour l’inductance 12 immédiatement suivante, la première jambe 9 est située sur la gauche du ruban électriquement conducteur 3 lorsque l’on circule le long de ce ruban en direction de la sortie électrique 5 et la deuxième jambe 10 est située sur la droite du ruban électriquement conducteur 3.
On va maintenant décrire en référence aux figures 2 à 5 divers composants 1 selon un deuxième exemple de mise en œuvre de l’invention.
Selon ce deuxième exemple de mise en œuvre, le ruban électriquement conducteur 3 ne s’étend plus de manière rectiligne à l’intérieur du composant 1.
Ce ruban 3 s’étend selon les figures 2 à 5 de manière à ménager plusieurs aller-retours, et la structure 2 comprend une pluralité de premières jambes 9 et de deuxièmes jambes 10.
On constate par exemple sur la figure 2 que le ruban définit un aller-retour, deux portions consécutives 20 et 21 d’un aller-retour du ruban 3 étant séparées par une première jambe 9. Deux inductances successives 12 sont ainsi définies par la coopération entre le ruban 3 et la structure 2, à savoir :
- une première inductance 12 au niveau de la portion 20 du ruban et ayant un flux magnétique associé qui circule entre la base 7 et le couvercle 8 : dans la première jambe 9, et dans la deuxième jambe 10 qui encadre cette portion 20 avec la première jambe 9, et
- une deuxième inductance 12 au niveau de la portion 21 du ruban et ayant un flux magnétique associé qui circule entre la base 7 et le couvercle 8 : dans la première jambe 9, et dans la deuxième jambe 10 qui encadre cette portion 21 avec la première jambe 9.
Dans l’exemple de la figure 4, le ruban 2 définit trois aller-retours, de sorte que la coopération entre le ruban 3 et la structure 2 définit quatre inductances.
On observe sur la figure 4 que le ruban 3 présente des :
- des portions consécutives en aller-retour séparées par une première jambe 9, de telles portions consécutives en aller-retour correspondant à deux inductances et,
- des portions consécutives en aller-retour séparées par une deuxième jambe 10, de telles portions consécutives correspondant à une même inductance.
On constate encore que deux inductances consécutives ainsi définies partagent une première jambe 9.
On va maintenant décrire en référence aux figures 6 à 18 divers composants 1 selon un troisième exemple de mise en œuvre de l’invention.
Selon ce troisième exemple de mise en œuvre, plusieurs deuxièmes jambes 10 sont toujours prévues, et ces deuxièmes jambes définissent une paroi périphérique. La base 7, le couvercle 8 et cette paroi périphérique définissent ainsi un boîtier.
Toujours selon ce troisième exemple de mise en œuvre, la première jambe 9 est unique et elle est parcourue par le flux magnétique associé à chaque inductance 12. Ce parcours de la première jambe 9 par chaque flux magnétique constitue ainsi un chemin magnétique dépourvu d’entrefer entre la base 7 et le couvercle 8, ce qui assure un découplage entre elles des différentes inductances 12.
Ainsi, le flux associé à une inductance circule, selon ce troisième exemple de mise en œuvre : à travers la première jambe 9 qui est partagée avec toutes les autres inductances 12 définies par le composant 1, et à travers la deuxième jambe 10 qui est dédiée à cette inductance.
Dans les figures 6 à 9, la première jambe 9 est une poutre centrale qui est sensiblement disposée au centre des surfaces en regard de la base 7 et du couvercle 8.
On constate par exemple sur les figures 6 et 7 que les surfaces en regard de la base 7 et du couvercle 8 peuvent avoir une forme triangulaire et que toutes les deuxièmes jambes 10 de la structure 2 peuvent être positionnées respectivement à un sommet de ce triangle. Trois inductances sont définies dans les cas des figures 6 et 7.
On constate par ailleurs sur les figures 8 et 9 que les surfaces en regard de la base 7 et du couvercle 8 peuvent en variante avoir une forme carrée. Là encore, toutes les deuxièmes jambes 10 de la structure 2 peuvent être positionnées respectivement à un sommet de ce carré. Quatre inductances sont définies dans les cas des figures 8 et 9.
La forme de ces surfaces en regard de la base 7 et du couvercle 8 n’est pas limitée à un triangle ou un carré, pouvant encore être autre, par exemple rectangulaire comme représenté sur les figures 10 et 11, ou autre, non nécessairement polygonale.
Sur les figures 10 et 11, on constate encore que la première jambe 9 du composant peut être autre qu’une poutre centrale. Sur ces figures 10 et 11, la première jambe définit une paroi interne qui peut s’étendre ou non tout le long des surfaces en regard de la base 7 et du couvercle 8, de manière à délimiter des compartiments dans le boîtier. Six inductances 12 sont définies par la coopération entre le ruban 3 et la structure 2 dans le cas des figures 10 et 11.
On constate encore, similairement à ce qui a été décrit précédemment, que le ruban 3 ne s’étend pas nécessairement exclusivement à l’intérieur du boîtier entre l’entrée électrique 4 du composant 1 et sa sortie électrique 5.
Ainsi, si le ruban 3 s’étend exclusivement à l’intérieur du boîtier dans les cas des figures 6, 8 et 10, ce ruban 3 comprend des alternances de portion exclusivement à l’intérieur du boîtier et de portion exclusivement à l’extérieur du boîtier dans les cas des figures 7, 9 et 11.
On va maintenant décrire en référence aux figures 12 à 18 des exemples concrets de réalisation d’un composant 1 selon la figure 8.
Ce composant 1 comprend ainsi une structure 2 définissant un boîtier ayant :
- une base 7 réalisée en ferrite et présentant une surface carrée, dont le côté mesure par exemple mm,
- un couvercle 8 réalisé en ferrite et présentant une surface carrée de même dimension
- une paroi périphérique formée par la réunion des deuxièmes jambes 10, ces dernières étant ici au nombre de quatre, et
- une première jambe unique 9, formant une poutre centrale pour le boîtier.
On constate que l’entrée électrique 4 pour le composant et la sortie électrique 5 pour ce composant se trouvent sur une même face du boîtier, deux extrémités rectilignes et parallèles de ce ruban 3 formant alors respectivement cette entrée électrique 4 et cette sortie électrique 5.
Dans l’exemple des figures 12 à 18, la base 7 et chaque deuxième jambe 10 du boîtier sont réalisées de façon monobloc, tandis que le couvercle 8 est une pièce distincte, assemblée sur la paroi périphérique.
La paroi périphérique du boîtier comprend quatre deuxièmes j ambes 10 qui sont délimitées entre elles par des cavités 30 ménagées sur toute la hauteur de cette paroi périphérique dans l’exemple décrit.
Dans l’exemple des figures 12 et 13, chaque cavité 30 communique avec une cavité associée 31 formée dans la base 7 et prolongeant cette cavité 30 au niveau de la base.
Dans l’exemple de la figure 12, mais non dans celui de la figure 13, chaque cavité 30 communique également avec une cavité associée 32 formée dans le couvercle 8 et prolongeant cette cavité 30 au niveau du couvercle.
On constate notamment sur les figures 14 et 15 que la poutre centrale formant la première jambe 9 peut avoir, dans une section parallèle aux surfaces en regard de la base 7 et du couvercle 8, sensiblement une forme carrée, à l’exception d’un prolongement 35 disposé entre les portions du ruban 3 définissant l’entrée électrique 4 pour le composant 1 et la sortie électrique pour ce composant 1. Ce prolongement 35 peut s’étendre de façon continue de la base 7 jusqu’au couvercle 8 et constituer alors un écran magnétique pour l’entrée électrique 4 vis-à-vis de la sortie magnétique 5.
Toujours sur les figures 14 et 15, on constate que le ruban électriquement conducteur 3 présente à l’intérieur du boîtier une succession de portions rectilignes s’étendant autour de la première jambe 9.
Quatre inductances 12 sont formées par le composant 1, grâce à la coopération entre le ruban électriquement conducteur 3 et la structure en matériau magnétiquement conducteur 2.
Le flux associé à une inductance 12 circule entre la base 7 et le couvercle 8 :
- via la première jambe 9, sans traverser d’entrefer, et
- via une deuxième jambe de la paroi périphérique, dédiée à cette inductance.
La présence d’un entrefer pour chaque inductance 12 est obtenue grâce à du vide existant entre le couvercle 8 et la deuxième jambe 10 dédiée à cette inductance 12.
Ce vide peut être obtenu de deux façons, par exemple :
- le couvercle 8 présente une face tournée vers la paroi périphérique plane, et la première jambe 9 s’étend en direction de cette surface du couvercle 8 sur une dimension supérieure à celle sur laquelle s’étend la paroi périphérique en direction du couvercle, de manière à ménager l’entrefer par cette différence de dimension, ou
- le couvercle 8 présente une face tournée vers la paroi périphérique avec une zone périphérique plane et une zone centrale en saillie vers la première jambe 9 par rapport à la zone périphérique plane, la paroi périphérique et la première jambe 9 s’étendant selon une même dimension en direction du couvercle, de manière à ménager l’entrefer par l’absence de saillie au niveau de la zone périphérique de cette face du couvercle.
On constate sur la figure 15 que le ruban 3 peut, en plus des portions s’étendant autour de la première jambe 9, comprendre des excroissances 40 s’étendant vers l’extérieur du boîtier, à travers la paroi périphérique. Chaque excroissance 40 traverse par exemple une cavité 30 au-delà de laquelle elle s’étend pour être électriquement connectée à un condensateur 41, ces condensateurs 41 étant représentés de façon très schématique sur la figure 16. On constate que deux condensateurs additionnels 41 sont prévus, l’un étant connecté à l’entrée électrique 4 pour le composant et l’autre étant connecté à la sortie électrique 5 pour le composant.
La figure 17 représente le circuit électrique équivalent du composant de la figure 16, en considérant le ruban électrique 3 entre l’entrée électrique 4 pour le composant 1 et la sortie électrique 5 pour le composant 1. On constate que ce composant peut permettre l’obtention d’un filtre LC d’ordre 8, les inductances 12 étant fournies par la coopération entre le ruban 3 et la structure 2, et les condensateurs 41 étant connectés entre le ruban 3 et la masse.
Le composant 1 qui vient d’être décrit en référence aux figures 1 à 17 est par exemple assemblé sur une carte de circuit imprimé 50, la structure 2 du composant étant disposée de part et d’autre du plan défini par cette carte de circuit imprimé 50, comme cela va maintenant être décrit dans le cas particulier du boîtier des figures 12 à 17.
Des logements 45 sont ménagés dans cette carte de circuit imprimé, de manière à ce que chaque deuxième jambe 10 et la première jambe 9 puisse traverser cette carte de circuit imprimé 50. Ces deuxièmes jambes 10 et cette première jambe 9 sont alors introduites à travers ces logements 45 afin que la base 7 solidaire de ces jambes 9 et 10 soit disposée d’un côté de cette carte de circuit imprimé 50. Le ruban 3 peut être fixé, notamment par brasure, sur la face de cette carte de circuit imprimé 50 définissant ce côté. Le couvercle 8 est ensuite assemblé sur la première jambe 9 et sur les deuxièmes jambes 10 depuis l’autre côté de la carte de circuit imprimé 50.
L’assemblage du couvercle 8 sur la paroi périphérique s’obtient par exemple à l’aide de colle 52, par exemple une colle de type « eccobond Dl25F » qui est appliquée sur les extrémités de ces deuxièmes jambes 10 en regard du couvercle 8. Ainsi, le vide mentionné précédemment pour définir les entrefers est occupé en tout ou partie par la colle.
Comme déjà mentionné, une application possible de l’invention est l’utilisation pour réaliser un filtre CEM pour un convertisseur de tension continue / continue 12 V / 48 V.

Claims (15)

  1. Revendications
    1. Composant (1) formant au moins deux inductances (12), le composant (1) comprenant :
    - une structure (2) en un matériau magnétiquement conducteur, comprenant : une base (7), un couvercle (8), au moins une première jambe (9) s’étendant continûment entre la base (7) et le couvercle (8) et au moins deux deuxièmes jambes (10), chaque deuxième jambe (10) s’étendant entre la base (7) et le couvercle (8) de manière à ce qu’un flux magnétique circulant entre la base (7) et le couvercle (8) via cette deuxième jambe (10) traverse au moins un entrefer, et
    - un élément (3) électriquement conducteur, définissant une entrée électrique (4) pour le composant et une sortie électrique (5) pour le composant, l’élément (3) électriquement conducteur et la structure (2) coopérant de manière à définir au moins deux inductances (12), chaque inductance (12) présentant un flux magnétique circulant entre la base (7) et le couvercle (8) :
    - dans une première jambe (9), et
    - dans une deuxième jambe (10) dédiée à ladite inductance (12).
  2. 2. Composant selon la revendication 1, la première jambe (9) étant réalisée d’une seule pièce avec l’un au moins de la base (7) et du couvercle (8).
  3. 3. Composant selon la revendication 1 ou 2, la première jambe (9) étant dépourvue de cavité interne.
  4. 4. Composant, selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, l’élément (3) électriquement conducteur s’étendant de façon rectiligne et la structure (2) comprenant au moins deux premières jambes (9), le flux magnétique associé à chaque inductance circulant entre la base (7) et le couvercle (8) :
    - dans une première jambe (9) dédiée à ladite inductance (12), et
    - dans une deuxième jambe (10) dédiée à ladite inductance (12)
  5. 5. Composant selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, l’élément (3) électriquement conducteur s’étendant de manière à ménager au moins un aller-retour, deux portions consécutives (20, 21) d’un aller-retour de élément (3) étant séparées par une première jambe (9), cette première jambe (9) étant parcourue par le flux magnétique associé à chacune des deux inductances (12)
  6. 6. Composant selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, les deuxièmes jambes (10) définissant une paroi périphérique du composant, de manière à ce que la base (7), le couvercle (8) et cette paroi périphérique définissent ensemble un boîtier du composant (1), la structure (2) comprenant une unique première j ambe (9), le flux magnétique associé à chaque inductance (12) circulant entre la base et le couvercle :
    - dans la première jambe (9), et
    - dans une deuxième jambe (10) dédiée à ladite inductance.
  7. 7. Composant selon la revendication 6, la paroi périphérique étant réalisée d’une seule pièce avec l’un au moins de la base (7) et du couvercle (8).
  8. 8. Composant selon l’une des revendications 6 et 7, chaque entrefer étant ménagé par un vide entre la paroi périphérique et le couvercle (8) du boîtier.
  9. 9. Composant selon l’une quelconque des revendications 6 à 8, au moins une cavité (30) étant ménagée dans la paroi périphérique, de manière à délimiter deux deuxièmes jambes (10) entre elles.
  10. 10. Composant selon la revendication 9, l’élément (3) électriquement conducteur comprenant au moins une excroissance (40) s’étendant dans la cavité (30), cette excroissance (40) étant apte à être connectée à un condensateur (41) pour former un filtre LC.
  11. 11. Composant selon l’une quelconque des revendications précédentes, la base (7) et le couvercle (8) ayant une même forme, notamment polygonale, et le rapport entre la hauteur du composant et la racine carrée de l’aire de la base étant inférieur à 1.
  12. 12. Composant selon l’une quelconque des revendications précédentes, l’élément (3) électriquement conducteur s’étendant exclusivement à l’intérieur du composant (1), notamment du boîtier, entre l’entrée électrique (4) pour le composant et la sortie électrique (5) pour le composant.
  13. 13. Composant selon l’une quelconque des revendications 1 à 11, l’élément (3) électriquement conducteur comprenant au moins deux alternances de portion s’étendant à l’intérieur du composant, notamment du boîtier, et de portion s’étendant à l’extérieur du composant, notamment du boîtier.
  14. 14. Composant selon l’une quelconque des revendications précédentes, l’élément (3) électriquement conducteur et la structure (2) coopérant de manière à définir exactement quatre inductances.
  15. 15. Convertisseur de tension continue / continue, notamment convertisseur de tension continue / continue 12 V / 48 V, comprenant un composant selon l’une quelconque des revendications précédentes.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3100653B1 (fr) 2019-09-10 2021-07-30 Valeo Systemes De Controle Moteur Composant formant au moins une inductance pour circuit électrique
FR3116937A1 (fr) 2020-11-30 2022-06-03 Valeo Systemes De Controle Moteur Composant électronique comprenant un circuit magnétique, et une pluralité de conducteurs électriques

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001022446A1 (fr) * 1999-09-22 2001-03-29 Ericsson, Inc. Bobine d'inductance divisee a spire fractionnee pour chaque enroulement et carte de circuit imprime comportant ladite bobine
WO2007123564A1 (fr) * 2006-04-26 2007-11-01 Vishay Dale Electronics, Inc. Flux canalise, inducteur a fort courant

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3429818B2 (ja) * 1993-08-31 2003-07-28 エヌイーシートーキン株式会社 フェライトコア及びボビン
CN1188450A (zh) * 1995-05-11 1998-07-22 克兰股份有限公司 采用磁性安全特征的制品
WO2008008538A2 (fr) * 2006-07-14 2008-01-17 Pulse Engineering, Inc. Bobines d'induction à montage en surface à conducteurs intégrés et procédés
US20080074227A1 (en) 2006-09-21 2008-03-27 Ford Global Technologies, Llc Inductor topologies with substantial common-mode and differential-mode inductance
JP4685128B2 (ja) * 2007-06-08 2011-05-18 Necトーキン株式会社 インダクター
CN201355569Y (zh) * 2009-01-20 2009-12-02 临沂中瑞电子有限公司 一种漆包铝线绕组电感元器件
WO2013037696A1 (fr) * 2011-09-13 2013-03-21 Danmarks Tekniske Universitet Composant magnétique intégré
JP2013074635A (ja) * 2011-09-26 2013-04-22 Toshiba Corp Dc−dcコンバータ
FR3000282B1 (fr) * 2012-12-21 2015-07-17 Valeo Sys Controle Moteur Sas Circuit magnetique pour porter au moins une bobine
US10312012B2 (en) * 2013-08-29 2019-06-04 Solum Co., Ltd. Transformer and power supply device including the same
CN105765814B (zh) * 2013-10-01 2019-07-30 法雷奥电机控制系统公司 电路中的至少一个电能存储单元特别是电容器放电的方法
DE102014205044B4 (de) * 2014-03-19 2020-01-30 SUMIDA Components & Modules GmbH Verfahren zum Herstellen eines Magnetkerns
JP2016072569A (ja) * 2014-10-01 2016-05-09 Ntn株式会社 磁性コア部品およびチップインダクタ
CN205692665U (zh) * 2016-06-28 2016-11-16 湖口健诚电子电器有限公司 Pq型差模电感器

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001022446A1 (fr) * 1999-09-22 2001-03-29 Ericsson, Inc. Bobine d'inductance divisee a spire fractionnee pour chaque enroulement et carte de circuit imprime comportant ladite bobine
WO2007123564A1 (fr) * 2006-04-26 2007-11-01 Vishay Dale Electronics, Inc. Flux canalise, inducteur a fort courant

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