FR3112887A1 - Ensemble comprenant au moins une première et une deuxième inductance en couplage magnétique partiel - Google Patents
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Abstract
Ensemble (1) comprenant : - un support définissant une surface de réception de composants électroniques, - une première inductance comprenant un premier noyau en un matériau magnétique autour duquel est bobiné un premier conducteur électrique, le premier noyau s’étendant le long d’au moins un premier axe rectiligne, et - une deuxième inductance comprenant un deuxième noyau en un matériau magnétique autour duquel est bobiné un deuxième conducteur électrique, le deuxième noyau s’étendant le long d’au moins un deuxième axe rectiligne, le premier noyau et le deuxième noyau étant disposés sur la surface de réception de manière à ce que le premier axe et le deuxième axe soient alignés, et étant en regard l’un de l’autre de manière à ce que la première inductance et la deuxième inductance soient en couplage magnétique partiel. Figure d’abrégé: Fig 1
Description
La présente invention concerne un ensemble comprenant au moins une première et une deuxième inductance en couplage magnétique partiel. Un tel ensemble est par exemple intégré à un filtre CEM, par exemple à un filtre traitant simultanément le courant de mode commun et le courant de mode différentiel pour un convertisseur de tension. Le convertisseur est par exemple un convertisseur de tension continue/continue, ou encore un onduleur/redresseur. En variante, cet ensemble peut être intégré à un transformateur, qui peut ou non être intégré au convertisseur précité pour réaliser un convertisseur isolé.
Ce convertisseur de tension peut être intégré à un véhicule hybride ou électrique, telle qu’une automobile, et appartenir au circuit électrique d’alimentation d’un moteur électrique de propulsion de ce véhicule.
Pour filtrer le courant de mode commun et le courant de mode différentiel, il est connu d’utiliser des inductances dédiées pour le filtrage du courant de mode commun et d’autres inductances dédiées pour le filtrage du courant de mode différentiel. Une telle solution est ainsi coûteuse, encombrante et pose des problèmes de déséquilibre des impédances d’entrée du composant intégrant ce filtre CEM.
Pour réaliser un convertisseur résonant isolé à transformateur, il est connu d’utiliser un transformateur et une cellule résonante utilisant un condensateur en série avec une inductance résonante. Là encore, ce nombre élevé de composants génère coût et encombrement.
Il existe un besoin pour remédier aux inconvénients précités.
L’invention a pour objet de répondre à ce besoin et elle y parvient selon l’un de ses aspects, à l’aide d’un ensemble comprenant :
- un support définissant une surface de réception de composants électroniques,
- une première inductance comprenant un premier noyau en un matériau magnétique autour duquel est bobiné un premier conducteur électrique, le premier noyau s’étendant le long d’au moins un premier axe rectiligne, et
- une deuxième inductance comprenant un deuxième noyau en un matériau magnétique autour duquel est bobiné un deuxième conducteur électrique, le deuxième noyau s’étendant le long d’au moins un deuxième axe rectiligne,
le premier noyau et le deuxième noyau étant disposés sur la surface de réception de manière à ce que le premier axe et le deuxième axe soient alignés, et étant en regard l’un de l’autre de manière à ce que la première inductance et la deuxième inductance soient en couplage magnétique partiel.
Les deux inductances étant en couplage magnétique partiel, on peut associer la partie couplée de ces deux inductances à une première fonction et la partie découplée de ces deux inductances à une autre fonction. On réduit ainsi le nombre de composants nécessaires à l’obtention de ces deux fonctions. Dans le cadre d’une application à du filtrage CEM par exemple, la partie en couplage magnétique de ces deux inductances réalise un filtrage du courant de mode commun tandis que la partie en découplage magnétique de ces deux inductances réalise un filtrage de courant de mode différentiel. Par ailleurs, cet alignement entre les noyaux permet aussi que le courant de saturation dans les inductances ait une valeur plus élevée, de sorte que l’on peut utiliser des valeurs d’inductance plus élevées, améliorant ainsi le filtrage CEM. Dans le cadre d’une application à un convertisseur résonant à transformateur intégré, la partie couplée des deux inductances réalise le transformateur proprement dit tandis que la partie découplée des deux inductances réalise une inductance résonante de filtre LC.
Le couplage magnétique entre les deux inductances est par exemple supérieur à 10%.
Le premier noyau et le deuxième noyau peuvent être directement en regard l’un de l’autre, c’est-à-dire que seul de l’air ou tout autre gaz est interposé entre ces deux noyaux. En variante, une paroi peut être interposée entre ces deux noyaux, par exemple une paroi en plastique.
La distance entre l’extrémité du premier noyau en regard du deuxième noyau et l’extrémité du deuxième noyau en regard du premier noyau peut être comprise entre 1 mm et 40 mm. étant notamment comprise entre 1 mm et 20 mm.
Le premier conducteur peut être parcouru par un premier courant continu, et le deuxième conducteur être parcouru par un deuxième courant continu, différent du premier courant continu. L’ensemble peut dans ce cas former un filtre CEM pour filtrer à la fois le courant de mode commun et le courant de mode différentiel résultant de la circulation de ces courants continus.
En variante, le premier conducteur peut être parcouru par un premier courant alternatif et le deuxième conducteur peut être parcouru par un deuxième courant alternatif, différent du premier courant alternatif. L’ensemble peut dans ce cas former un transformateur résonant.
Dans tout ce qui précède, le nombre de spires de premier conducteur électrique autour du premier noyau peut être égal ou non au nombre de spires de deuxième conducteur électrique autour du deuxième noyau.
Dans tout ce qui précède, chaque noyau magnétique peut être réalisé en ferrite ou en poudre de fer ou même en air.
Dans tout ce qui précède, au moins un des noyaux, notamment chaque noyau, peut se présenter sous la forme d’une tige. Un tel noyau a ainsi une forme géométrique simple.
La section de ce noyau, perpendiculairement à son axe longitudinal, peut être quelconque, par exemple circulaire, elliptique, ou polygonale telle que carrée ou rectangulaire.
Dans tout ce qui précède, l’ensemble peut comprendre au moins un condensateur formant avec l’une de la première et la deuxième inductance un filtre, par exemple un filtre du courant de mode différentiel et du courant de mode commun, ou un filtre LC résonant.
Dans l’une ou l’autre des applications précitées, le premier noyau peut être monobloc et le deuxième noyau peut être monobloc.
En variante, mais toujours dans l’une ou l’autre des applications précitées, l’un au moins du premier et du deuxième noyau est formé par plusieurs tronçons de noyaux distincts, notamment exactement deux tronçons distincts. Le premier noyau est par exemple formé par un premier tronçon autour duquel est bobiné le premier conducteur électrique, et par un premier tronçon additionnel autour duquel est également bobiné le premier conducteur électrique, le bobinage de ce premier conducteur électrique autour du premier tronçon du premier noyau définissant une première et une deuxième borne pour ce premier tronçon, et le bobinage de ce premier conducteur électrique autour du premier tronçon additionnel du premier noyau définissant une première et une deuxième borne pour le premier tronçon additionnel,
le premier tronçon et le premier tronçon additionnel étant disposés sur la surface de réception de manière à ce qu’il existe au moins un plan perpendiculaire à la surface de réception coupant chacun desdits tronçons entre sa première et sa deuxième borne, la première borne pour le premier tronçon du premier noyau et la première borne pour le premier tronçon additionnel du premier noyau étant disposées d’un même premier côté de ce plan et la deuxième borne pour le premier tronçon du premier noyau et la deuxième borne pour le premier tronçon additionnel du premier noyau étant disposées d’un même deuxième côté de ce plan,
la deuxième borne pour le premier tronçon du premier noyau étant directement connectée électriquement à la deuxième borne pour le premier tronçon additionnel du premier noyau.
Chacun de ces tronçons présente par exemple une forme de tige, de sorte que la mise en série de tels tronçons permet d’obtenir une première inductance peu sensible aux bruits hautes fréquences tout en étant réalisée à l’aide de tronçons de géométrie simple et peu coûteux.
Le positionnement relatif des deux tronçons du premier noyau permet de réduire le bruit induit par la traversée par un champ magnétique haute fréquence de ces deux tronçons. En effet, ces tronçons correspondent à des inductances montées en série, avec un trajet du premier courant de la première borne du premier tronçon à la deuxième borne de ce premier tronçon, puis jusqu’à la deuxième borne du premier tronçon additionnel, puis de cette deuxième borne à la première borne du premier tronçon additionnel. Ce trajet du courant permet que le champ magnétique parasite du premier tronçon, causé par la traversée de ce premier tronçon par du champ magnétique haute fréquence, soit proche du champ magnétique parasite du premier tronçon additionnel, causé par la traversée de ce premier tronçon additionnel par le champ magnétique haute fréquence. En conséquence, la valeur de la tension parasite dans le premier tronçon du premier noyau qui est induite par le champ magnétique parasite de ce premier tronçon peut avoir une valeur proche de celle de la tension parasite dans le premier tronçon additionnel de ce premier noyau qui est induite par le champ magnétique parasite de ce premier tronçon additionnel. Ces tensions étant de signe opposé, la somme de ces tensions est faible, voire même nulle.
La connexion électrique de la deuxième borne du premier tronçon du premier noyau à la deuxième borne du premier tronçon additionnel du premier noyau est directe signifie qu’il n’y pas de composant autre qu’un pur conducteur électrique tel par exemple qu’un câble électrique, ou une couche électriquement conductrice, ou une piste électriquement conductrice, qui relie ces deuxièmes bornes entre elles.
Le premier conducteur électrique peut définir autour du premier tronçon du premier noyau un nombre de spires égal au nombre de spires que définit ce premier conducteur électrique autour du premier tronçon additionnel du premier noyau.
Le premier tronçon du premier noyau peut s’étendre selon un axe rectiligne et le premier tronçon additionnel de ce premier noyau peut s’étendre selon un autre axe rectiligne, l’un de ces axes rectilignes définissant le premier axe du premier noyau.
L’axe rectiligne selon lequel s’étend le premier tronçon du premier noyau et l’axe rectiligne selon lequel s’étend le premier tronçon additionnel du premier noyau peuvent être parallèles.
Le choix pour réaliser le premier noyau d’un premier tronçon et d’un premier tronçon additionnel structurellement parlant identiques, le choix pour le premier conducteur électrique d’un même nombre de spires autour desdits tronçons de premier noyau, et le choix d’un parallélisme entre les axes desdits tronçons peut permettre que les champs magnétiques parasites mentionnés précédemment soient égaux, de sorte que la somme des tensions parasites est nulle.
La distance entre l’axe selon lequel s’étend le premier tronçon du premier noyau et l’axe selon lequel s’étend le premier tronçon additionnel du premier noyau peut être comprise entre 5 mm et 1 cm, voire entre 5 mm et 10 cm.
Dans tout ce qui précède, la projection sur la surface de réception de la droite reliant
ensemble les premières bornes des deux tronçons précités du premier noyau
peut être parallèle à la projection sur cette surface de réception de la droite reliant
ensemble les deuxièmes bornes de ces deux tronçons. Lorsque ces deux projections sur la
surface de réception sont parallèles, elles peuvent être perpendiculaires à la projection sur la
surface de réception du premier axe et à la projection sur la surface de réception du
deuxième axe.
Chacun du premier tronçon du premier noyau et du premier tronçon additionnel du premier noyau est de préférence dépourvu d’un boîtier disposé autour de tout ou partie du bobinage autour dudit tronçon.
Tout ce qui vient d’être précisé s’applique encore au deuxième noyau. Ce dernier peut ainsi formé par un deuxième tronçon autour duquel est bobiné le deuxième conducteur électrique, et par un deuxième tronçon additionnel autour duquel est également bobiné le deuxième conducteur électrique, le bobinage de ce deuxième conducteur électrique autour du deuxième tronçon du deuxième noyau définissant une première et une deuxième borne pour ce deuxième tronçon, et le bobinage de ce deuxième conducteur électrique autour du deuxième tronçon additionnel du deuxième noyau définissant une première et une deuxième borne pour le deuxième tronçon additionnel,
le deuxième tronçon et le deuxième tronçon additionnel étant disposés sur la surface de réception de manière à ce qu’il existe au moins un plan perpendiculaire à la surface de réception coupant chacun desdits tronçons entre sa première et sa deuxième borne, la première borne pour le deuxième tronçon du deuxième noyau et la première borne pour le deuxième tronçon additionnel du deuxième noyau étant disposées d’un même premier côté de ce plan et la deuxième borne pour le deuxième tronçon du deuxième noyau et la deuxième borne pour le deuxième tronçon additionnel du deuxième noyau étant disposées d’un même deuxième côté de ce plan,
la deuxième borne pour le deuxième tronçon du deuxième noyau étant directement connectée électriquement à la deuxième borne pour le deuxième tronçon additionnel du deuxième noyau.
Chacun de ces tronçons présente par exemple une forme de tige, de sorte que la mise en série de tels tronçons permet d’obtenir une deuxième inductance peu sensible aux bruits hautes fréquences tout en étant réalisé à l’aide de tronçons de géométrie simple et peu coûteux.
Le positionnement relatif des deux tronçons du deuxième noyau permet de réduire le bruit induit par la traversée par un champ magnétique haute fréquence de ces deux tronçons.
Le choix pour réaliser le deuxième noyau d’un deuxième tronçon et d’un deuxième tronçon additionnel structurellement parlant identiques, le choix pour le deuxième conducteur électrique d’un même nombre de spires autour desdits tronçons de deuxième noyau, et le choix d’un parallélisme entre les axes desdits tronçons peut permettre que les champs magnétiques parasites mentionnés précédemment soient égaux, de sorte que la somme des tensions parasites est nulle.
Lorsque le premier noyau est réalisé à l’aide de deux tronçons et lorsque le deuxième noyau est réalisé à l’aide de deux tronçons, un tronçon du premier noyau peut être aligné avec un tronçon du deuxième noyau et l’autre tronçon du premier noyau peut être aligné avec l’autre tronçon du deuxième noyau.
Dans tout ce qui précède, l’ensemble peut comprendre une troisième inductance comprenant un troisième noyau en un matériau magnétique autour duquel est bobiné un troisième conducteur électrique, le troisième noyau s’étendant le long d’un troisième axe rectiligne, le premier, le deuxième et le troisième noyaux étant disposés sur la surface de réception de manière à ce que le premier axe, le deuxième axe et le troisième axe soient alignés, et ces noyaux étant deux à deux en regard l’un de l’autre de manière à ce que les inductances correspondantes soient deux à deux en couplage magnétique partiel.
Autrement dit, le long d’un axe commun formé par la réunion des premier, deuxième et troisième axes, on trouve successivement le premier noyau, le deuxième noyau, et le troisième noyau, et :
- la première inductance est en couplage magnétique partiel avec chacune de la deuxième inductance et de la troisième inductance,
- la deuxième inductance est en couplage magnétique partiel avec chacune de la première inductance et de la troisième inductance, et
- la troisième inductance est en couplage magnétique partiel avec chacune de la première inductance et de la deuxième inductance.
Similairement à ce qui a déjà été exposé, la mise en regard des noyaux deux à deux peut être directe ou non.
La distance entre les extrémités en regard des noyaux peut être comprise entre 1 mm et 40 mm. étant notamment comprise entre 1 mm et 20 mm.
Le troisième noyau peut être monobloc ou être formé par la réunion de plusieurs tronçons de noyau distincts. Dans ce dernier cas, le troisième noyau peut être formé par un troisième tronçon autour duquel est bobiné le troisième conducteur électrique, et par un troisième tronçon additionnel autour duquel est également bobiné le troisième conducteur électrique, le bobinage de ce troisième conducteur électrique autour du troisième tronçon du troisième noyau définissant une première et une deuxième borne pour ce troisième tronçon, et le bobinage de ce troisième conducteur électrique autour du troisième tronçon additionnel du troisième noyau définissant une première et une deuxième borne pour le troisième tronçon additionnel,
le troisième tronçon et le troisième tronçon additionnel étant disposés sur la surface de réception de manière à ce qu’il existe au moins un plan perpendiculaire à la surface de réception coupant chacun desdits tronçons entre sa première et sa deuxième borne, la première borne pour le troisième tronçon du troisième noyau et la première borne pour le troisième tronçon additionnel du troisième noyau étant disposées d’un même premier côté de ce plan et la deuxième borne pour le troisième tronçon du troisième noyau et la deuxième borne pour le troisième tronçon additionnel du troisième noyau étant disposées d’un même deuxième côté de ce plan,
la deuxième borne pour le troisième tronçon du troisième noyau étant directement connectée électriquement à la deuxième borne pour le troisième tronçon additionnel du troisième noyau.
Chacun de ces tronçons présente par exemple une forme de tige, de sorte que la mise en série de tels tronçons permet d’obtenir une troisième inductance peu sensible aux bruits hautes fréquences tout en étant réalisé à l’aide de tronçons de géométrie simple et peu coûteux.
Le positionnement relatif des deux tronçons du troisième noyau permet de réduire le bruit induit par la traversée par un champ magnétique haute fréquence de ces deux tronçons
Le choix pour réaliser le troisième noyau d’un troisième tronçon et d’un troisième tronçon additionnel structurellement parlant identiques, le choix pour le troisième conducteur électrique d’un même nombre de spires autour desdits tronçons de troisième noyau, et le choix d’un parallélisme entre les axes desdits tronçons peut permettre que les champs magnétiques parasites mentionnés précédemment soient égaux, de sorte que la somme des tensions parasites est nulle.
Un tel ensemble à trois noyaux alignés et en couplage magnétique partiel peut être utilisé pour réaliser un filtre d’interférences électromagnétiques, le premier conducteur étant à un premier potentiel électrique continu, le deuxième conducteur étant à la masse, et le troisième conducteur étant un deuxième potentiel électrique continu, différent du premier potentiel électrique continu.
Le support peut, notamment via la surface de réception, porter d’autres composants électroniques, par exemple un ou plusieurs interrupteurs électroniques dont au moins un est commandable. Ces interrupteurs électroniques peuvent définir un ou plusieurs bras de commutation. Dans tout ce qui précède, chaque interrupteur électronique peut être commandable. Chaque interrupteur commandable peut être un transistor utilisant du nitrure de gallium (GaN) ou du carbure de silicium (SiC) ou du silicium.
Le support peut être une portion d’une carte électronique, par exemple une portion d’une carte de circuit imprimé, la surface de réception étant par exemple une surface d’extrémité de cette portion de carte.
L’ensemble peut appartenir à un convertisseur de tension. Il s’agit par exemple d’un convertisseur de tension continue/continue, par exemple entre une tension continue de 12V et une tension continue de 48V, ou encore entre une tension continue de 12V et une tension continue de valeur supérieure à 300V. Un tel convertisseur peut être intégré au réseau de bord d’un véhicule électrique ou hybride. Dans un tel cas, le premier conducteur peut véhiculer le potentiel électrique à 48V ou de valeur supérieure à 300 V, le deuxième conducteur est à la masse, et le troisième conducteur peut véhiculer le potentiel électrique à 12V.
En variante, il peut s’agir d’un onduleur/redresseur, auquel cas la tension continue a par exemple une valeur de 12V ou de 48V ou de valeur supérieure à 300V.
Le convertisseur de tension peut comprendre plusieurs bras de commutation montés en parallèle, par exemple entre un et six bras de commutation.
Lorsque l’ensemble appartient à un transformateur résonant, le premier conducteur correspond par exemple au primaire de ce transformateur et le deuxième conducteur et le troisième conducteur peuvent correspondre à deux secondaires en parallèle pour ce transformateur.
L’invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d’exemples non limitatifs de mises en œuvre de celle-ci et à l’examen du dessin annexé sur lequel :
- représente de façon schématique un ensemble selon un exemple de mise en œuvre de l’invention, intégré à un filtre CEM pour convertisseur de tension,
- représente de façon schématique une variante de l’ensemble de la figure 1, toujours intégré à un filtre CEM,
- représente un détail de l’ensemble de la figure 2, et
- représente de façon schématique un transformateur résonant réalisé à l’aide de l’ensemble de la figure 1.
On a représenté à la figure 1 un ensemble 1 pour un filtre CEM d’un convertisseur de tension. Le convertisseur de tension est ici un convertisseur de courant continu/continu 12V/48V d’un circuit électrique d’alimentation d’un moteur de propulsion de véhicule. L’invention n’est cependant pas limitée à un tel exemple.
Le convertisseur de tension comprend des interrupteurs électroniques non représentés, tels que des transistors à effet de champ, permettant la conversion de tension 12V/48V, et
un connecteur électrique permettant de raccorder le convertisseur au réseau 12 V du véhicule d'une part et au réseau 48 V du véhicule d’autre part.
un connecteur électrique permettant de raccorder le convertisseur au réseau 12 V du véhicule d'une part et au réseau 48 V du véhicule d’autre part.
Trois conducteurs électriques véhiculant dans l’exemple décrit un courant continu sont présents :
- un premier conducteur 2,
- un deuxième conducteur 3 formant une masse électrique, et
- un troisième conducteur 4.
On constate sur cette figure que ces trois conducteurs sont sensiblement alignés et que le sens du courant dans les conducteurs 2 et 3 est le même, par opposition à celui dans le conducteur 4.
Pour filtrer les interférences CEM, l’ensemble 1 comprend des inductances 5 qui seront décrites ultérieurement, ces inductances 5 étant portées par une surface de réception d’un support 6 qui est par exemple une portion de carte de circuit imprimé.
Trois inductances 5 sont ici prévues et ces inductances 5 sont ici disposées sur la surface de réception du support 6 de manière à être deux à deux en couplage magnétique partiel. Le couplage magnétique entre deux inductances 5 est par exemple supérieur à 10%.
Dans l’exemple considéré :
- l’une des inductances 5 est une première inductance comprenant un premier noyau 8 en un matériau magnétique autour duquel est bobiné le premier conducteur électrique 2, le premier noyau 8 s’étendant le long d’au moins un premier axe rectiligne (A1),
- une autre inductance 5 est une deuxième inductance comprenant un deuxième noyau 9 en un matériau magnétique autour duquel est bobiné le deuxième conducteur électrique 3, le deuxième noyau 9 s’étendant le long d’au moins un deuxième axe rectiligne (A2), et
- l’inductance 5 restante est une troisième inductance comprenant un troisième noyau 10 en un matériau magnétique autour duquel est bobiné le troisième conducteur électrique 4, le troisième noyau 10 s’étendant le long d’au moins un troisième axe rectiligne (A3).
Comme on peut le voir sur la figure 1, les axes (A1), (A2) et (A3) sont alignés. Par ailleurs, dans l’exemple décrit, chaque noyau magnétique 8, 9, 10 est monobloc. Chaque noyau magnétique 8, 9, 10 est par ailleurs réalisé en ferrite ou en poudre de fer. Chaque noyau magnétique 8, 9, 10 se présente ici sous la forme d’une tige.
Toujours dans l’exemple de la figure 1, les noyaux 8, 9 et 10 sont deux à deux directement en regard l’un de l’autre, seul de l’air étant interposé entre ces noyaux. La distance entre les extrémités en regard de ces noyaux, c’est-à-dire :
- la distance entre une extrémité du premier noyau 8 et l’extrémité en regard du deuxième noyau 9, et
- la distance entre une extrémité du deuxième noyau 9 et l’extrémité en regard du troisième noyau 10,
peut être comprise entre 1 mm et 40 mm. étant notamment comprise entre 1 mm et 20 mm.
Le couplage magnétique partiel entre ces inductances 5 leur permet de former à la fois une inductance pour du filtrage du courant de mode commun par leur partie magnétiquement couplée, et une inductance pour du filtrage du courant de mode commun par leur partie magnétiquement découplée.
Dans la variante représentée sur les figures 2 et 3, chaque noyau magnétique 8, 9, 10 n’est plus réalisé de façon monobloc mais à l’aide de deux tronçons disctints.
Ainsi, le premier noyau 8 est formé par deux tronçons 8a et 8b qui sont distincts et disposés en série. Chacun de ces tronçons 8a, 8b s’étend ici selon un axe rectiligne et ces tronçons 8a et 8b sont disposés sur le support 2 de manière à ce que l’axe (A1A) selon lequel s’étend le premier tronçon 8a soit parallèle à l’axe (A1B) selon lequel s’étend le premier tronçon additionnel 8b. La distance entre la projection sur la surface de réception de l’axe (A1A) et la projection sur la surface de réception de l’axe (A1B) est ici comprise entre 5 mm et 1 cm.
Autour de chaque tronçon 8a, 8b du premier noyau 8 est bobiné le premier conducteur 2 de manière à former des spires autour dudit tronçon entre une première borne et une deuxième borne pour ce tronçon. Le nombre de spires peut être égal, d’un tronçon à l’autre du premier noyau 8.
Le premier conducteur électrique 2 est ainsi bobiné entre la première borne 20 et la deuxième borne 21 du premier tronçon 8a et ce premier conducteur électrique 2 est bobiné entre la première borne 22 et la deuxième borne 23 du premier tronçon additionnel 8b.
On a représenté sur la figure 3 un plan (P) perpendiculaire à la surface de réception du support 6 et qui coupe chaque tronçon 8a, 8b du premier noyau 8 entre ses deux bornes. La première borne 20 du premier tronçon 8a et la première borne 23 du premier tronçon additionnel 8b sont ici disposées d’un même premier côté du plan (P) et la deuxième borne 21 du premier tronçon 8a et la deuxième borne 22 du premier tronçon additionnel 8b sont disposées d’un même deuxième côté du plan (P).
On constate dans l’exemple décrit que la deuxième borne 21 du premier tronçon 8a est directement connectée électriquement à la deuxième borne 22 du premier tronçon additionnel 8b. Le premier tronçon 8a et le premier tronçon additionnel 8b du premier noyau 8 sont ainsi disposés en série et parcourus par le courant selon le trajet suivant dans le premier conducteur 2 :
- entrée dans le premier noyau 8 par la première borne 20 du premier tronçon 8a de ce premier noyau 8,
- parcours dans le premier tronçon 8a du premier noyau 8 jusqu’à la deuxième borne 21 de ce premier tronçon 8a,
- sortie du premier tronçon 8a par la deuxième borne 21 et parcours jusqu’à l’entrée dans le premier tronçon additionnel 8b du premier noyau 8 par sa deuxième borne 22,
- parcours dans le premier tronçon additionnel 8b du premier noyau 8 jusqu’à la première borne 23 de ce premier tronçon additionnel 8b,
- sortie du premier noyau 8 par la première borne 23 du premier tronçon additionnel 8b de ce premier noyau 8.
Le courant effectue ainsi un aller-retour du fait du positionnement de ces deux tronçons 8a et 8b du premier noyau 8.
De cette façon, la valeur du champ magnétique parasite BN1reçu par le tronçon 8a est égale à la valeur du champ magnétique parasite BN2reçu par le premier tronçon additionnel 8b. En conséquence, la valeur de la tension parasite dans le premier tronçon 8a induite par le champ magnétique BN1est égale à la valeur de la tension parasite dans le premier tronçon additionnel 8b induite par le champ magnétique BN2. Ces tensions parasites étant de signe opposé, la somme de ces tensions parasite est nulle, dans l’exemple décrit.
Comme on peut le voir sur la figure 2, le deuxième noyau 9 met dans cet exemple en œuvre de façon similaire un deuxième tronçon 9a et une deuxième tronçon additionnel 9b, et le troisième noyau 10 met également en œuvre de façon similaire un troisième tronçon 10a et un troisième tronçon additionnel 10b. On constate sur la figure 2 :
- que les axes (A1A), (A2A), (A3A) respectivement associés aux tronçons 8a, 9a, 10a sont alignés, et
- que les axes (A1B), (A2B), et (A3B) respectivement associés aux tronçons 8b, 9b et 10b sont également alignés.
Dans les exemples des figures 1 à 3, chaque conducteur électrique 2, 3 et 4 est parcouru par du courant continu.
L’invention n’est cependant pas limitée à ce cas. Dans l’exemple de la figure 4, on utilise l’ensemble de la figure 1 pour réaliser un convertisseur résonant avec transformateur intégré, et chaque conducteur électrique est parcouru par du courant alternatif. Comme on peut le voir sur la figure 4, le premier conducteur électrique 2 correspond ici à un enroulement primaire d’un transformateur intégré à un convertisseur de tension continu/continu, tandis que le deuxième conducteur électrique 3 et le troisième conducteur électrique 4 correspondent chacun à un enroulement secondaire pour ce transformateur, ces deux enroulements secondaires étant montés en parallèles.
L’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits.
Claims (11)
- Ensemble (1) comprenant :
- un support (6) définissant une surface de réception de composants électroniques,
- une première inductance (5) comprenant un premier noyau (8) en un matériau magnétique autour duquel est bobiné un premier conducteur électrique (2), le premier noyau (8) s’étendant le long d’au moins un premier axe rectiligne (A1 ; A1A, A1B), et
- une deuxième inductance (5) comprenant un deuxième noyau (9) en un matériau magnétique autour duquel est bobiné un deuxième conducteur électrique (3), le deuxième noyau (9) s’étendant le long d’au moins un deuxième axe rectiligne (A2 ; A2A, A2B),
le premier noyau (8) et le deuxième noyau (9) étant disposés sur la surface de réception de manière à ce que le premier axe et le deuxième axe soient alignés, et étant en regard l’un de l’autre de manière à ce que la première inductance et la deuxième inductance soient en couplage magnétique partiel. - Ensemble selon la revendication 1, la distance entre l’extrémité du premier noyau (8) en
regard du deuxième noyau (9) et l’extrémité du deuxième noyau (9) en regard du premier noyau (8) étant comprise entre 1 et 40 mm. - Ensemble selon la revendication 1 ou 2, le premier conducteur (2) étant parcouru par un
premier courant continu, et le deuxième conducteur (3) étant parcouru par un deuxième courant continu, différent du premier courant continu. - Ensemble selon la revendication 1 ou 2, le premier conducteur (2) étant parcouru par un
premier courant alternatif, et le deuxième conducteur (3) étant parcouru par un deuxième courant alternatif, différent du premier courant alternatif. - Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, le premier noyau (8)
étant monobloc et le deuxième noyau (9) étant monobloc, chaque noyau (8, 9) se présentant notamment sous forme de tige. - Ensemble selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, l’un au moins du premier
(8) et du deuxième (9) noyau étant formé par plusieurs tronçons de noyaux distincts (8a, 8b ; 9a, 9b), notamment exactement deux tronçons distincts. - Ensemble selon la revendication 6, le premier noyau (8) étant formé par un premier
tronçon (8a) autour duquel est bobiné le premier conducteur électrique (2), et par un premier tronçon additionnel (8b) autour duquel est également bobiné le premier conducteur électrique (2), le bobinage de ce premier conducteur électrique autour du premier tronçon (8a) du premier noyau définissant une première (20) et une deuxième borne (21) pour ce premier tronçon (8a), et le bobinage de ce premier conducteur électrique autour du premier tronçon additionnel (8b) du premier noyau définissant une première (23) et une deuxième (22) borne pour le premier tronçon additionnel (8b),
le premier tronçon (8a) et le premier tronçon additionnel (8b) étant disposés sur la surface
de réception de manière à ce qu’il existe au moins un plan (P) perpendiculaire à la surface
de réception coupant chacun desdits tronçons (8a, 8b) entre sa première et sa deuxième
borne, la première borne (20) pour le premier tronçon (8a) du premier noyau et la première
borne (23) pour le premier tronçon additionnel (8b) du premier noyau étant disposées d’un
même premier côté de ce plan (P) et la deuxième borne (21) pour le premier tronçon (8a) du
premier noyau et la deuxième borne (22) pour le premier tronçon additionnel (8b) du
premier noyau étant disposées d’un même deuxième côté de ce plan (P),
la deuxième borne (21) pour le premier tronçon du premier noyau étant directement
connectée électriquement à la deuxième borne (22) pour le premier tronçon additionnel du
premier noyau. - Ensemble selon la revendication 7, le premier conducteur électrique (2) définissant
autour du premier tronçon (8a) du premier noyau (8) un nombre de spires égal au nombre de spires que définit ce premier conducteur électrique (2) autour du premier tronçon additionnel (8b) du premier noyau (8), et
le premier tronçon (8a) du premier noyau (8) s’étendant selon un axe rectiligne (A1A) et le premier tronçon additionnel (8b) de ce premier noyau s’étendant selon un autre axe rectiligne (A1B), ces axes rectilignes (A1A) et (A1B) étant parallèles. - Ensemble selon l’une quelconque des revendications 6 à 8, chaque tronçon de
noyau magnétique se présentant sous forme de tige. - Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant
une troisième inductance (5) comprenant un troisième noyau (10) en un matériau magnétique autour duquel est bobiné un troisième conducteur électrique (4), le troisième noyau s’étendant le long d’un troisième axe rectiligne (A3),
le premier (8), le deuxième (9) et le troisième (10) noyaux étant disposés sur la surface de réception de manière à ce que le premier axe (A1), le deuxième axe (A2) et le troisième axe (A3) soient alignés,
et ces noyaux étant deux à deux en regard l’un de l’autre de manière à ce que les
inductances correspondantes soient deux à deux en couplage magnétique partiel. - Filtre d’interférences électromagnétiques, comprenant un ensemble selon la
revendication précédente, le premier conducteur (2) étant à un premier potentiel électrique continu, notamment à 48V, le deuxième conducteur (3) étant à la masse, et le troisième conducteur (4) étant un deuxième potentiel électrique continu, différent du premier potentiel électrique continu, notamment à 12V.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2007705A FR3112887A1 (fr) | 2020-07-22 | 2020-07-22 | Ensemble comprenant au moins une première et une deuxième inductance en couplage magnétique partiel |
| PCT/EP2021/070325 WO2022018114A1 (fr) | 2020-07-22 | 2021-07-21 | Ensemble comprenant au moins une premiere et une deuxieme inductance en couplage magnetique partiel |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2007705 | 2020-07-22 | ||
| FR2007705A FR3112887A1 (fr) | 2020-07-22 | 2020-07-22 | Ensemble comprenant au moins une première et une deuxième inductance en couplage magnétique partiel |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3112887A1 true FR3112887A1 (fr) | 2022-01-28 |
Family
ID=73013629
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR2007705A Pending FR3112887A1 (fr) | 2020-07-22 | 2020-07-22 | Ensemble comprenant au moins une première et une deuxième inductance en couplage magnétique partiel |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3112887A1 (fr) |
| WO (1) | WO2022018114A1 (fr) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070188920A1 (en) * | 2006-02-16 | 2007-08-16 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Microinductor and fabrication method thereof |
| FR2906944A1 (fr) * | 2006-10-06 | 2008-04-11 | Schneider Toshiba Inverter | Dispositif de filtrage de mode commun et variateur de vitesse comportant un tel dispositif |
| WO2010139607A1 (fr) * | 2009-06-03 | 2010-12-09 | Technetix Group Limited | Ensemble noyau de ferrite |
-
2020
- 2020-07-22 FR FR2007705A patent/FR3112887A1/fr active Pending
-
2021
- 2021-07-21 WO PCT/EP2021/070325 patent/WO2022018114A1/fr active Application Filing
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070188920A1 (en) * | 2006-02-16 | 2007-08-16 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Microinductor and fabrication method thereof |
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| WO2010139607A1 (fr) * | 2009-06-03 | 2010-12-09 | Technetix Group Limited | Ensemble noyau de ferrite |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2022018114A1 (fr) | 2022-01-27 |
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