WO2018115708A1 - Ceinture de protection, module électronique de puissance et compresseur de suralimentation électrique pilote par un tel module électronique de puissance - Google Patents

Ceinture de protection, module électronique de puissance et compresseur de suralimentation électrique pilote par un tel module électronique de puissance Download PDF

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WO2018115708A1
WO2018115708A1 PCT/FR2017/053687 FR2017053687W WO2018115708A1 WO 2018115708 A1 WO2018115708 A1 WO 2018115708A1 FR 2017053687 W FR2017053687 W FR 2017053687W WO 2018115708 A1 WO2018115708 A1 WO 2018115708A1
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WO
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face
protective belt
connection
substrate
belt
Prior art date
Application number
PCT/FR2017/053687
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English (en)
Inventor
Aurélien POUILLY
Gael Blondel
Original Assignee
Valeo Systemes De Controle Moteur
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/14—Mounting supporting structure in casing or on frame or rack
    • H05K7/1422—Printed circuit boards receptacles, e.g. stacked structures, electronic circuit modules or box like frames
    • H05K7/1427—Housings
    • H05K7/1432—Housings specially adapted for power drive units or power converters
    • H05K7/14329—Housings specially adapted for power drive units or power converters specially adapted for the configuration of power bus bars
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to an electronic power module as used in particular in the automotive field, as well as an electric supercharger.
  • electronic power modules are implemented to shape electrical signals to control the operation of an electrical system, such as for example an electric supercharger used in the automotive field.
  • Such power electronic modules generally comprise a substrate on which electronic components are mounted, said substrate being housed inside a plastic housing in order to protect it. More particularly, the housing takes the form of a closed frame surrounding the substrate.
  • the electronic power modules also include electrical connection terminals in the form of connection tabs overmolded in the plastic housing to hold them in position.
  • the connection terminals make it possible to route an electrical signal to or from the electronic power module.
  • connection wires are integrally bonded to a first end on an electrical connection terminal portion and, at another end, to a connection area of the electronic power module substrate to enable the signal to be routed. electrical from the connection terminal to at least one of the electronic components, or vice versa.
  • the ultrasonic waves emitted by the probe during the operation of welding oscillate the portion of the connection wire located above the microcavity, preventing it from being permanently soldered to the connection terminal.
  • Another object of the present invention is to facilitate the assembly of such an electronic power module.
  • Another object of the present invention is to make such a power electronic module more robust and more reliable.
  • a protection belt for an electronic power module said protective belt comprising (i) a closed frame made of electrically insulating material and delimiting an opening central whose edges form a bearing surface of said closed frame, the bearing face being intended to bear against a peripheral edge of a substrate of the power electronic module, and (ii) at least one electrical connection terminal maintained by the closed frame material and comprising a connection platform of which:
  • a first face for receiving an electrical connection with the electronic power module power components is free of said insulating material; and a second face is opposed to the first face.
  • the bearing surface of the closed frame comprises at least one opening opening on the second face of the connection platform so that the second face is devoid of electrically insulating material.
  • the protective belt according to the first aspect of the invention makes it possible to eliminate the insulating material forming said protective belt on an area located below the second face of the connection platform of the connection terminal of the protective belt.
  • the connection platform will no longer resonate when an electrical connection wire is welded to the first face of the connection platform, thus solving the technical problem described above.
  • the geometry of the protective belt according to the first aspect of the invention at the zones facing the second face of the connecting terminal connection platform makes it possible to make a stronger and more durable electrical connection of the connection wires on the connection terminal.
  • connection terminal with a surface of a substrate located opposite, according to a plurality of means and / or metbodes which will be described later.
  • connection platform In an axial direction, that is to say substantially perpendicular to the surface of the connection platform, there is no material of the closed frame of the protective belt between the connection platform and the surface of the substrate located next to the login platform. This makes it possible to limit the vibrations and resonance phenomena that previously existed during the welding operations - in particular by ultrasound - of the connection wires on the connection terminal. As a result, the resonance of the connection platform is considerably reduced or eliminated during these mounting operations and / or electrical wiring.
  • the protective belt according to the first object of the invention thus facilitates the assembly operations of said protective belt on an electronic power module, and to make its operation and / or manipulation more reliable since it is now possible to more securely fix the connection wires on the corresponding connection terminal.
  • the protective belt according to the first aspect of the invention may comprise at least one of the following improvements, the characteristics of which can be taken alone or in combination:
  • the opening or openings are located towards an outer edge of the protective belt in order to increase the dimensions of the aperture and therefore to increase the dimension of the facing surfaces between the substrate of the electronic module power and the platform connection of the connection terminal;
  • the opening or openings are delimited laterally by an edge formed by the protective belt.
  • the protective belt forms a closed edge for the corresponding opening, so that said opening does not open on the central opening of said protective belt;
  • the belt comprises a plurality of said opening, a rib extending transversely between two adjacent openings to provide a mechanical rigidity of the protective belt at said openings. More particularly, the rib extends from an edge located towards the outside of the opening relative to the central opening. of the protective belt, to an edge located inwardly of said opening relative to the central opening of the protective belt;
  • the opening forms a groove extending peripherally around the central opening of the protective belt.
  • the groove forms a groove opening from a first side towards the support face of the protective belt, and a second side at the connection platform of the connection terminal of said belt. protection, so that the second face of the connection platform is devoid of the insulating material forming said protective belt: the second face of the connection platform opens directly into the groove, and is therefore directly opposite the surface of a substrate on which the belt is in contact;
  • the groove is delimited on the side of the central opening by a continuous inner edge
  • connection terminal of the connecting platform is located between the bearing face and an upper face of the protective belt.
  • the second face of the connection platform is therefore located at a non-zero distance from the support surface of the protective belt, and consequently at a non-zero distance from the surface of the substrate of the electronic module. with which said belt is intended to be secured.
  • the second face of the connecting platform of the connection terminal is situated in the same plane as the support face of the protection belt;
  • connection terminal of the connection terminal cbevaucbe at least in part the opening opposite.
  • a part-preferably central-of the second face of the connection platform is located at the opening, while another part-preferably peripheral-of the second face of the connection platform is located at the edge delimiting the opening;
  • the protective belt comprises a flange facing the central aperture of the protective belt
  • connection terminal includes a connection tab which extends plumb with the corresponding connection platform to facilitate the electrical connection of the belt protection- and the power electronics module with which it is intended to work - with electrical equipment external to said electronic power module;
  • connection platform of the connection terminal is fixed integrally to the protective belt.
  • connection platform of the connection terminal is brazed to the protection belt.
  • the connecting platform of the connection terminal is glued to the protection belt, preferably using an electrically insulating glue;
  • the protective belt is made by molding, the connecting platform being fixed integrally to the protective belt by said molding;
  • the protective belt is formed at least in part of an electrically insulating material.
  • the electrically insulating material forming the protective belt is a plastic material.
  • an electronic power module comprising (i) a substrate, (ii) a power component mounted on the substrate, and (iii) a protective belt according to the first aspect of the invention. invention or according to any of its improvements and whose bearing face bears against one side of the substrate.
  • the electronic power module according to the second aspect of the invention may comprise at least one of the following improvements, the characteristics of which can be taken alone or in combination:
  • the substrate is glued against the second face of the connection platform of the protective belt, when the second face of the connection platform is located in the same plane as the bearing surface of the protective belt.
  • This advantageous configuration makes it possible to directly fasten the substrate with the connection terminal of said protection belt and to optimize the mechanical coupling between the substrate and the connection terminal.
  • the substrate is bonded against the second face by means of an electrically insulating glue;
  • the opening is located in the peri-borer of at least a portion of the substrate, or on a peripheral edge of the entire substrate;
  • the substrate is in abutment against at least a portion of the flange of a protective belt according to the first aspect of the invention and comprising at least this improvement;
  • the electronic power module comprises at least one electrical connection wire connecting the connecting platform of the connection terminal to an electric track of the substrate electrically connecting the power component. It is thus possible to establish an electrical contact between said connection platform and said corresponding electrical track, and consecutively to carry an electrical signal to or from the external electrical equipment such as for example an electric supercharger - and respectively since or to said power electronics module.
  • the electrically insulating material extends inside the protective belt; in particular, this electrically insulating material forms an element which is distinct from the protective belt;
  • the power electronic module comprises at least one power component that can take the form of (i) passive electronic components such as electrical resistors and / or capacitive components, and / or (ii) active electronic components such as, for example, transistors, for example of the metal-oxide-semiconductor (OSFET) type transistor type or insulated gate bipolar transistor (1GBT for "Insnlated Gatte Bipolar Transistor"), and / or (iii) semiconductor chips for performing one or more logic functions to enable the power electronics module to shape the electrical power signals.
  • OSFET metal-oxide-semiconductor
  • 1GBT insulated gate bipolar transistor
  • semiconductor chips for performing one or more logic functions to enable the power electronics module to shape the electrical power signals.
  • the semiconductor chips are in particular bare chips, encapsulation of which is carried out by the electronic power module, in particular via its electrically insulating material embedding all or part of the power components.
  • the power component or components are fixed integrally on the substrate and, when there are several, are interconnected by at least one electrical track; the substrate is preferably at least partially insulating.
  • the substrate may be of the PCB type ("Printed Circuit Board" for printed circuit) formed by an assembly of one or more thin electrically conductive layers, such as copper, separated by an insulating material, for example an epoxy resin;
  • the power component or components are fixed integrally to the substrate so as to establish at least one electrical connection between a portion of each power component and the substrate.
  • the power component or components are fixed to the substrate by bonding, in particular via an electrically conductive adhesive, preferably by brazing or by welding;
  • At least part of the power components is electrically connected to the at least one connection terminal in order to be able to transfer electrical energy between the electronic power module and the power component (s). This energy transfer can be done from the power component (s) to the connection terminal (s), or alternatively in the direction of the connection terminal (s) to the power component (s).
  • an electric supercharger comprising an electronic power module according to the second aspect of the invention or according to any one of its improvements, and electrically connected to an engine of said compressor. electric supercharging to control its operation.
  • FIGURE 1 illustrates a perspective view of an embodiment of a power electronic module according to the second aspect of the invention
  • FIGURE 2 and 3 show side views of an embodiment of a protection belt according to the first aspect of the invention
  • FIGURE 4 illustrates a bottom view of the protective belt illustrated in FIGURES 2 and 3
  • - FIGURE 5 illustrates a partial sectional view of the protective belt according to an alternative embodiment
  • FIGURE 6 illustrates an electric supercharger including an electronic power module.
  • the features, variants and different embodiments of the invention may be associated with each other, in various combinations, to the extent that they are not incompatible or exclusive of each other. It will be possible to imagine variants of the invention comprising only a selection of characteristics subsequently described in isolation from the other characteristics described, if this selection of characteristics is sufficient to confer a technical advantage or to differentiate the invention compared in the state of the prior art.
  • FIG. 1 illustrates an assembled electronic power module 1
  • FIGS. 2 to 4 illustrate several views of an embodiment of a protection belt 11.
  • the power electronic module 1 comprises a substrate 12 on which a plurality of In the example shown, the substrate 12 has a generally rectangular shape.
  • the substrate 12 can take any shape depending for example on the available space of the environment in which it operates and / or in the form of a protective belt 11 inside which it is housed.
  • Each power component 122 is fixed integrally to the substrate 12. More particularly, the power components 12 are electrically connected to electrical tracks 121 formed in an electrically conductive material on the surface of the substrate 12, such as for example copper or an alloy of copper.
  • the substrate 12 is preferably of the type of a printed circuit as described above.
  • the power components 122 may be for example of the type of a power transistor so that amplifying an electrical signal or an integrated circuit to perform a predefined logic function.
  • the protective belt 11 of the electronic power module 1 comprises a plurality of connection terminals 13 arranged to conduct an electrical signal between an electrical track 121 of the substrate 12 and an external electrical equipment - not shown - to which the electronic power module 1 is electrically connected.
  • the electrical equipment can be electrically connected to at least a portion of the connection terminals 13 of the protective belt 11 via conductive son.
  • the electrical tracks 121 of the substrate 12 of the power electronic module 1 are arranged to conduct an electrical signal between a connection terminal 13 and / or a power component 122, or between two power components 122.
  • the electrical tracks 121 and the connection terminals 13 are formed of a conductive metal material, such as copper or a copper alloy.
  • connection terminals 13 protrude beyond the power electronic module 1 and / or the protective belt 11.
  • the connection terminals 13 are distributed in peribbery of the connection module 1 and / or the protective belt 11.
  • connection terminal 13 comprises a connection platform 132 and a connection lug 131 which extends beyond the connection platform 132 to facilitate mechanical and electrical coupling with a not shown electrical conductor.
  • connection tabs 131 of the connection terminals 13 extend beyond the corresponding connection platforms 132.
  • connection platforms 132 of certain connection terminals 13 may extend radially outwardly of the protection belt 11 as a function of the integration constraints of the power electronic module 1 in its procbe environment.
  • the connection tabs 131 may take a curved and / or convex shape towards the outside of the power electronic module 1.
  • connection platforms 132 of at least a part of the connection terminals 13 are fixed integrally to the protective belt 11, for example by brazing or gluing, preferably with an electrically insulating glue.
  • connection platforms 132 may be fastened integrally to the protective belt 11 by molding, especially at the time of manufacture - by molding - of said 11.
  • the connection platforms 13 each take the form of a substantially rectangular blade comprising a face 1321 coming into contact - at least partially - with a face facing the protective belt 11 at the time of assembly.
  • the connection platforms 132 are fixed by molding on the protective belt, the opposite face of the protective belt 11 is formed by the molded surface which is in contact with the face 1321 of the corresponding connection platform 132 .
  • the second face 1321 of the connection platforms 132 is housed at least partially in a zone of the protective belt devoid of the material forming said protective belt.
  • the first face 1322 of the connection platforms 132 is devoid of the material forming the protective belt to enable the establishment of an electrical connection with the power components 122 of the power electronic module 1.
  • connection platforms 132 have lateral dimensions large enough to electrically connect a first end of at least one electrical connection wire 140 to the first face 1322 of the electrical connection platform 132, said electrical connection wire 140 being connected electrically by a second end opposite one of the electrical tracks 121 of the substrate 12 and / or a power component 122.
  • the electrical connection wires 140 are welded to the connection platform 132 to ensure electrical coupling and solid and reliable mechanics.
  • the protective belt 11 extends circumferentially to the substrate 12. It comprises a bearing face 114 against the substrate 12 of the power electronic module 1, said bearing face 114 forming a lower face of the protective belt 11. Protection belt 11 also comprises an upper face 115 opposite the lower face 114. As will be described later, the protective belt 11 comprises several arrangements between the bearing face 114 and the upper face 115.
  • the protective belt 11 is advantageously formed in an electrically insulating material so as not to impede the operation of the power electronic module 1, the routing of the electrical signals being ensured exclusively by the electrical tracks 121 of the substrate 12, the electrical connection wires 140 , and / or the connection terminals 13.
  • the protective belt 11 is formed in a plastic material.
  • the protective belt 11 typically takes the form of a closed frame 111 bordering a central opening 112. With respect to the central opening 112, the closed frame 111 is delimited radially outwards by an outer edge 1111 and radially towards the outside. inside by an inner edge 1112.
  • the protective belt 11 is arranged to bear against the substrate 12 via the bearing face 114.
  • the protective belt 11 is advantageously fixed integrally to the substrate 12, by any means, in particular by gluing.
  • the support face 114 of the protection belt 11 is formed on the one hand by a lower face of a rim 1142 located on the side of the central opening 112 of the protective belt 11 and secondly by a shoulder 1141 located peripherally to the flange 1142 and separated from said flange 1142 by a groove.
  • the shoulder II4I is separated from the flange 1142 by one or more openings 116 as described above.
  • the shoulder II4I is oriented in a direction opposite to the upper face 115, that is to say on the side of the lower face of the protective belt 11.
  • the flange 1142 and / or the shoulder II4I thus make it possible to carry out a plane support of the protection belt 11 against one face facing the substrate 12.
  • the protective belt 11 comprises a groove formed by a non-through aperture 116 and forming a peripheral contour at the central opening 112.
  • the groove thus opens on a first side at the face 114 of the protective belt 11, as defined above, and it opens a second side opposite the first side at the second face 1321 of the connection platform 132.
  • the flange 1142 is remote from the shoulder II4I, the groove 116 laterally separating said flange 1142 of said shoulder II4I.
  • the groove is peripheral with the central opening 112 of the protective belt 11.
  • the groove 116 is thus delimited on the side of the central opening 112 by an inner edge 1112, preferentially continuous and / or forming a closed contour.
  • the protective belt 11 comprises at least one opening 116 facing the substrate 12.
  • Each opening 116 opens out from a first side at the bearing face 114 of the protection belt 11 and , a second side opposite the first side, at the second face 1321 of the connection platform 132.
  • the protective belt 11 may comprise a plurality of openings 116 spaced from each other, each opening 116 being separated from the opening 116 directly adjacent by a rib extending transversely to said two adjacent openings 116, said rib being preferably of radial extension relative to the central opening 112 of the protective belt 11.
  • Each opening 116 may be delimited laterally by a closed edge and formed by the protective belt 11 itself, so that the opening 116 does not open on the central opening 112 of said protective belt 11.
  • the openings 116 are made either by machining once the protective belt 11 manufactured, or obtained directly during the manufacturing process of the protective belt 11, especially at the time of molding.
  • At least one of the openings 116 may be located against an inner peripheral edge 1112 of the protection belt 11, said at least one of the openings 116 being delimited laterally by an open edge formed by the protective belt 11: such an opening 116 thus opens on the central opening 112 of the protective belt.
  • connection platform 132 of the connection terminals 13 comprises a second face 1321 opposite the first face 1322, the opening or openings 116 opening on the second face
  • the second face 1321 is located between the bearing face 114 and the upper face 115 of the protection belt 11.
  • the second face 1321 of the connection platform 132 is therefore located at a non-zero distance from the bearing face 114 of the protection belt 11, and consequently at a non-zero distance from the part of the substrate 12 of the electronic module 1 with which said second face 1321 of the connection platform 132 is intended to be solidarized.
  • the second face 1321 of the connection platform 132 is situated in the same plane as the support face 114 of the protective belt 11.
  • This second embodiment thus makes it possible to facilitate and improve fixing - essentially by gluing - the substrate 12 on the bearing face 114 of the protective belt 11.
  • the second face 1321 is part of the bearing face 114 of the protective belt 11 .
  • FIG. 5 represents a partial sectional view of the protective belt 11 in which the second face 1321 of the connection platform 132 is situated in the same plane as the support face 114.
  • the protection platform 132 may extend between the upper face 115 of the protective belt 11 and the bearing face 114.
  • the thickness of the protective belt 11 corresponds to the thickness of the connection platform 132.
  • the connection platform 132 has a thickness less than the thickness of the protective belt 11, the first face
  • connection platform 132 may be between the upper face 115 and the support face 114 of the protective belt 11 so that the second face 1321 of the connection platform is located on the same plane as the support surface 114.
  • connection platform is thus housed between the flange 1142 delimiting the central opening 112 on the one hand, and the closed frame 111 of the protective belt 11 on the other hand.
  • the second face 1321 of the connection platform 132 can be easily brought into contact against the substrate 12. contact can be established during the mounting of the electronic power module 1, for example by gluing the protective belt 11 on the substrate 12;
  • connection platform 132 of at least a part of the connection terminals 13 is located between a lower face of the protective belt 11 forming the bearing face 114 and the upper face 115 of said protective belt 11 to protect said connection terminals 13 and the substrate 12, as well as the electrical coupling and / or mechanically possible, and to be able to more easily clean the excess glue overflowing on the substrate 12.
  • connection platform 132 of at least a portion of the connection terminals 13 may be located at the upper face 115 or the support face 114 of the protective belt 11.
  • the power electronic module 1 may comprise an electrically insulating material in which at least a portion of the substrate 12 and / or at least a portion of the power components 122 and / or at least a portion of the connection platforms 132 and / or at least a portion of the electrical connection wires 140 are embedded.
  • the electrically insulating material preferably extends inside the protective belt, and more preferably it is of the type of a silicone gel disposed over the substrate 12 and inside the protective belt 11.
  • FIG. 6 illustrates an electric supercharger 300 for a specific motor and incorporating an electronic module 1 according to the second aspect of the invention.
  • the electric supercharger 300 comprises a gas compression wheel assembly 310 housed in a compression chamber 320.
  • the compression chamber 320 is bounded forward by a volute 330 and backward by a closure plate. 342.
  • the volute 330 includes a first opening 332 through which air enters the compression chamber, and a second opening 334 through which air compressed by the gas compression wheel 310 is evacuated.
  • the second opening 334 is configured to be connected to the cylinders of a not shown thermal engine, by means of connection means also not shown.
  • the volute 330 is fixed on the closure plate 342 by means of fixing screws 336.
  • the electric supercharger 300 comprises electrical equipment 200 arranged to be able to drive in rotation the gas compression wheel 3 ⁇ of said electric supercharger 300.
  • the electrical equipment 200 is linked to the electric supercharger 300 through the closure plate 342 which is held on a housing 244 by fixing screws 243 ⁇
  • the electrical equipment 200 thus comprises the housing 244 housing a rotating electrical macbine 240.
  • the rotating electric macbine 240 comprises a stator 250 housed in the chamber 246.
  • the stator 250 forms a ring supporting electric coils 252 arranged radially inside the chamber 246 so as to allow a
  • the rear end 262 of the shaft 260 is held in the chamber 246 via a first bearing 270.
  • the shaft 260 is held by a second bearing 270. bearing 272 attached to the closing plate 342 of the electric supercharger 300.
  • the electric coils 252 are electrically powered by means of an electronic power module 1 according to the second aspect of the invention and as described previously in any of its variants.
  • the power electronic module 1 is arranged to enable the power supply of the electric coils 252 of the rotary electrical macbine 240 to be synchronized so as to generate a motor torque at the level of the shaft 160 and to drive in rotation the gas compression wheel 3 ⁇ .
  • the protective belt 11 comprises at its center a central opening 112 delimited by a closed frame 111 formed of an electrically insulating material. At least one connection terminal 13 is kept engaged in the closed frame 111, said connection terminal 13 comprising a connection platform 132 intended to allow the electrical connection of said connection terminal 132 to a component of the power electronic module 1 collaborating with the protective belt 11.
  • the bearing face 114 of the closed frame 111 comprises at least one opening 116 emerging on the second face 1321 of the connection platform 132 so that said second face 1321 is not in contact with the material electrically insulating forming the protective belt and opens directly on the support face 114.
  • the invention is not limited to the examples that have just been described and many adjustments can be made to these examples without departing from the scope of the invention.
  • the protective belt 11 could have a rounded shape instead of a rectangular shape.
  • the various features, shapes, variants and embodiments of the invention can be associated with each other in various combinations to the extent that they are not incompatible or exclusive of each other. In particular all the variants and embodiments described above are combinable with each other.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Casings For Electric Apparatus (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)
  • Structure Of Printed Boards (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

L'invention concerne une ceinture de protection (11) pour un module électronique de puissance, ladite ceinture de protection (11) comprenant : un cadre fermé (111) en matière électriquement isolante et délimitant une ouverture centrale (112) dont des bords (1111, 1112) forment une face d'appui (114) dudit cadre fermé (111); au moins un terminal de connexion (13) électrique maintenu par la matière du cadre fermé (111). Le terminal de connexion (13) comprend une plateforme de connexion (132) dont une première face est dépourvue de ladite matière isolante et une deuxième face (1321) est opposée à la première face (1321). La face d'appui (114) du cadre fermé (111) comprend au moins une ouverture (116) débouchant sur la deuxième face (1321) de la plateforme de connexion (132) de sorte que la deuxième face (1321) est dépourvue de matière isolante électriquement. L'invention concerne aussi un module électronique de puissance comprenant une telle ceinture de protection (11) ainsi qu'un compresseur de suralimentation électrique piloté par un tel module électronique de puissance.

Description

« Ceinture de protection, module électronique de puissance et compresseur de suralimentation électrique piloté par un tel module électronique de puissance »
Domaine technique
La présente invention concerne un module électronique de puissance tel qu'utilisé notamment dans le domaine de l'automobile, ainsi qu'un compresseur de suralimentation électrique.
État de la technique antérieure
Dans de nombreuses applications industrielles, des modules électroniques de puissance sont mis en œuvre afin de mettre en forme des signaux électriques permettant de piloter le fonctionnement d'un système électrique, tel que par exemple un compresseur de suralimentation électrique utilisé dans le domaine automobile.
De tels modules électroniques de puissance comprennent généralement un substrat sur lequel sont monté des composants électroniques, ledit substrat étant logé à l'intérieur d'un boîtier plastique afin de le protéger. Plus particulièrement, le boîtier prend la forme d'un cadre fermé entourant le substrat. Les modules électroniques de puissance comprennent aussi des terminaux de connexion électrique prenant la forme de pattes de connexion surmoulés dans le boîtier plastique afin de les maintenir en position. Les terminaux de connexion permettent d'acheminer un signal électrique vers ou depuis le module électronique de puissance. A cet effet, des fils de connexion sont liés solidairement à une première extrémité sur une portion de terminal de connexion électrique et, à une autre extrémité, sur une zone de connexion du substrat du module électronique de puissance afin de permettre d'acheminer le signal électrique depuis le terminal de connexion vers au moins un des composants électroniques, ou inversement.
De manière connue, les fils de connexion sont soudés par une soudure à ultrasons sur les terminaux de connexion. Or, en fonction de l'état de surface du boîtier plastique situé contre la face opposée des terminaux de connexion électrique, la soudure des fils de connexion sur lesdits terminaux de connexion est de qualité variable : la soudure de certains fils de connexion peut être inopérante ou fragile, et certains fils de connexion se détachent prématurément du terminal de connexion auquel ils étaient rattachés.
En effet, en présence de microcavités sur la partie du boîtier plastique située en dessous d'un terminal de connexion électrique, les ondes ultrasonores émises par la sonde durant l'opération de soudage font osciller la partie du fils de connexion située au-dessus de la microcavité, empêchant ce dernier d'être soudé de manière durable au terminal de connexion.
La présente invention a pour objet de proposer une nouvelle ceinture de protection et un nouveau module électronique de puissance pour répondre au moins en grande partie aux problèmes précédents et de conduire en outre à d'autres avantages qui apparaîtront dans la description qui suit.
Un autre but de la présente invention est de faciliter l'assemblage d'un tel module électronique de puissance.
Un autre but de la présente invention est de rendre plus robuste et plus fiable un tel module électronique de puissance. Exposé de l'invention
Selon un premier aspect de l'invention, on atteint au moins l'un des objectifs précités avec une ceinture de protection pour un module électronique de puissance, ladite ceinture de protection comprenant (i) un cadre fermé en matière électriquement isolante et délimitant une ouverture centrale dont des bords forment une face d'appui dudit cadre fermé, la face d'appui étant destinée à prendre appui contre un bord périphérique d'un substrat du module électronique de puissance, et (ii) au moins un terminal de connexion électrique maintenu par la matière du cadre fermé et comprenant une plateforme de connexion dont :
— une première face destinée à recevoir une connexion électrique avec des composants de puissance du module électronique de puissance est dépourvue de ladite matière isolante ; et — une deuxième face est opposée à la première face.
Dans une ceinture de protection conforme au premier aspect de l'invention, la face d'appui du cadre fermé comprend au moins une ouverture débouchant sur la deuxième face de la plateforme de connexion de sorte que la deuxième face est dépourvue de matière isolante électriquement.
Ainsi, la ceinture de protection conforme au premier aspect de l'invention permet de supprimer la matière isolante formant ladite ceinture de protection sur une zone située en dessous de la deuxième face de la plateforme de connexion du terminal de connexion de la ceinture de protection. Ainsi, en l'absence de cette matière isolante, la plateforme de connexion n'entrera plus en résonnance lorsqu'un fil de connexion électrique sera soudé sur la première face de la plateforme de connexion, résolvant ainsi le problème technique exposé précédemment. De manière astucieuse, la géométrie de la ceinture de protection conforme au premier aspect de l'invention au niveau des zones en regard de la deuxième face de la plateforme de connexion du terminal de connexion permet de réaliser une connexion électrique plus solide et plus durable des fils de connexion sur le terminal de connexion.
Consécutivement, il est alors possible de réaliser un assemblage mécanique plus efficace du terminal de connexion avec une surface d'un substrat situé en regard, selon une pluralité de moyens et/ou de métbodes qui seront décrites ultérieurement.
Dans une direction axiale, c'est-à-dire sensiblement perpendiculaire à la surface de la plateforme de connexion, il n'y a pas de matière du cadre fermé de la ceinture de protection entre la plateforme de connexion et la surface du substrat située en regard de la plateforme de connexion. Cela permet de limiter les vibrations et les pbénomènes de résonnance qui existaient précédemment durant les opérations de soudage — notamment par ultrasons — des fils de connexion sur le terminal de connexion. Il en résulte que la mise en résonnance de la plateforme de connexion est considérablement réduite, voire éliminée durant ces opérations de montage et/ou câblage électrique.
La ceinture de protection conforme au premier objet de l'invention permet ainsi de faciliter les opérations d'assemblage de ladite ceinture de protection sur un module électronique de puissance, et d'en fiabiliser son fonctionnement et/ou sa manipulation puisqu'il est désormais possible de fixer plus solidement les fils de connexion sur le terminal de connexion correspondants.
De manière avantageuse, la ceinture de protection conforme au premier aspect de l'invention peut comprendre au moins une des perfectionnements suivants dont les caractéristiques peuvent être prises seules ou en combinaison :
— la ou les ouvertures sont situées vers un bord extérieur de la ceinture de protection afin d'augmenter les dimensions de la ou les ouvertures et donc d'augmenter la dimension des surfaces en regard entre le substrat du module électronique de puissance et la plateforme de connexion du terminal de connexion ;
— la ou les ouvertures sont délimitées latéralement par un bord formé par la ceinture de protection. Préférentiellement, la ceinture de protection forme un bord fermé pour l'ouverture correspondante, de sorte que ladite ouverture ne déboucbe pas sur l'ouverture centrale de ladite ceinture de protection ;
— la ceinture comprend une pluralité de ladite ouverture, une nervure s' étendant transversalement entre deux ouvertures adjacentes afin d'assurer une rigidité mécanique de la ceinture de protection au niveau desdites ouvertures. Plus particulièrement la nervure s'étend depuis un bord situé vers l'extérieur de l'ouverture par rapport à l'ouverture centrale de la ceinture de protection, jusqu'à un bord situé vers l'intérieur de ladite ouverture par rapport à l'ouverture centrale de la ceinture de protection ;
— l'ouverture forme une rainure s' étendant périphériquement autour de l'ouverture centrale de la ceinture de protection. En d'autres termes, la rainure forme une gorge débouchant d'un premier côté vers la face d'appui de la ceinture de protection, et d'un deuxième côté au niveau de la plateforme de connexion du terminal de connexion de ladite ceinture de protection, de sorte que la deuxième face de la plateforme de connexion soit dépourvue de la matière isolante formant ladite ceinture de protection : la deuxième face de la plateforme de connexion déboucbe directement dans la rainure, et est donc directement en regard de la surface d'un substrat sur lequel la ceinture est en contact ;
— la rainure est délimitée du côté de l'ouverture centrale par un bord intérieur continu ;
— selon une première variante de réalisation, la plateforme de connexion du terminal de connexion est située entre la face d'appui et une face supérieure de la ceinture de protection. Selon cette première variante de réalisation, la deuxième face de la plateforme de connexion est donc située à une distance non nulle de la face d'appui de la ceinture de protection, et consécutivement à une distance non nulle de la surface du substrat du module électronique avec laquelle ladite ceinture est destinée à être solidarisée. Selon une deuxième variante de réalisation, la deuxième face de la plateforme de connexion du terminal de connexion est située dans le même plan que la face d'appui de la ceinture de protection ;
— la plateforme de connexion du terminal de connexion cbevaucbe au moins en partie l'ouverture située en regard. En d'autres termes, une partie— préférentiellement centrale— de la deuxième face de la plateforme de connexion est située au niveau de l'ouverture, tandis qu'une autre partie— préférentiellement périphérique - de la deuxième face de la plateforme de connexion est située au niveau du bord délimitant l'ouverture ;
— la ceinture de protection comprend un rebord orienté vers l'ouverture centrale de la ceinture de protection ;
— le terminal de connexion comprend une patte de connexion qui s'étend à l'aplomb de la plateforme de connexion correspondante afin de faciliter la connexion électrique de la ceinture de protection— et le module électronique de puissance avec lequel elle est destinée à collaborer — avec un équipement électrique extérieur audit module électronique de puissance ;
— la plateforme de connexion du terminal de connexion s'étend radialement par rapport à l'ouverture centrale vers l'extérieur de la ceinture de protection afin de faciliter la connexion électrique de la ceinture de protection— et le module électronique de puissance avec lequel elle est destinée à collaborer — avec l'équipement électrique extérieur audit module électronique de puissance ;
— la plateforme de connexion du terminal de connexion est fixée solidairement à la ceinture de protection. Selon une première variante, la plateforme de connexion du terminal de connexion est brasée sur la ceinture de protection. Selon une deuxième variante alternative ou complémentaire, la plateforme de connexion du terminal de connexion est collée sur la ceinture de protection, préférentiellement à l'aide d'une colle électriquement isolante ;
— la ceinture de protection est réalisée par moulage, la plateforme de connexion étant fixée solidairement à la ceinture de protection par ledit moulage ;
— la ceinture de protection est formée au moins en partie d'un matériau électriquement isolant.
Préférentiellement, le matériau électriquement isolant formant la ceinture de protection est un matériau plastique.
Selon un deuxième aspect de l'invention, il est proposé un module électronique de puissance comprenant (i) un substrat, (ii) un composant de puissance monté sur le substrat, et (iii) une ceinture de protection conforme au premier aspect de l'invention ou selon l'un quelconque de ses perfectionnements et dont la face d'appui est en appui contre une face du substrat.
De manière avantageuse, le module électronique de puissance conforme au deuxième aspect de l'invention peut comprendre au moins un des perfectionnements suivants dont les caractéristiques peuvent être prises seules ou en combinaison :
— le substrat est collé contre la deuxième face de la plateforme de connexion de la ceinture de protection, lorsque la deuxième face de la plateforme de connexion est située dans le même plan que la face d'appui de la ceinture de protection. Cette configuration avantageuse permet de solidariser directement le substrat avec le terminal de connexion de ladite ceinture de protection et d'optimiser le couplage mécanique entre le substrat et le terminal de connexion. Lorsque la deuxième face de la plateforme de connexion est située entre la face d'appui et la face supérieure de la ceinture de protection, alors il est nécessaire d'introduire de la colle dans l'espace séparant ladite face d'appui de la ceinture de protection de ladite deuxième face de la plateforme de connexion. De manière avantageuse, le substrat est collé contre la deuxième face par l'intermédiaire d'une colle électriquement isolante ;
— l'ouverture est située en péripbérie d'au moins une partie du substrat, voire sur un bord péripbérique de tout le substrat ;
— le substrat est en appui contre au moins une partie du rebord d'une ceinture de protection conforme au premier aspect de l'invention et comprenant au moins ce perfectionnement ; le module électronique de puissance comprend au moins un fil de connexion électrique reliant la plateforme de connexion du terminal de connexion à une piste électrique du substrat reliant électriquement le composant de puissance. Il est ainsi possible d'établir un contact électrique entre ladite plateforme de connexion et ladite piste électrique correspondante, et consécutivement de transporter un signal électrique vers ou depuis l'équipement électrique extérieur— tel que par exemple un compresseur de suralimentation électrique - et respectivement depuis ou vers ledit module électronique de puissance. Préférentiellement, l'au moins un fil de connexion électrique est soudé sur la plateforme de connexion, préférentiellement encore à l'aide d'une soudure à ultrasons ; l'au moins un composant de puissance est brasé sur le substrat, le composant de puissance étant électriquement relié à au moins une piste électrique ; le module électronique de puissance comprend un matériau électriquement isolant dans lequel au moins une partie du substrat et/ou au moins une partie des composants de puissance sont noyés afin de protéger lesdits composants de puissance et/ou ledit substrat. Le matériau électriquement isolant est préférentiellement du type d'un gel silicone. Avantageusement, le matériau électriquement isolant s'étend à l'intérieur de la ceinture de protection ; notamment ce matériau électriquement isolant forme un élément qui est distinct de la ceinture de protection ; le module électronique de puissance comprend au moins un composant de puissance pouvant prendre la forme (i) de composants électroniques passifs tels que des résistances électriques et/ou des composants capacitifs, et/ou (ii) de composants électroniques actifs tels que par exemple des transistors, par exemple du type transistor à effet de cbamp à structure métal-oxyde-semiconducteur ( OSFET pour « Meta! Oxide Semicondnctor Field Effect Transistor ») ou transistor bipolaire à grille isolée (1GBT pour « Insnlated Gâte Bipolar Transistor »), et/ou (iii) de puces semi-conductrices permettant de réaliser une ou plusieurs fonctions logiques afin de permettre au module électronique de puissance de mettre en forme les signaux électriques de puissance. Les puces semi-conductrices sont notamment des puces nues dont une encapsulation est réalisée par le module électronique de puissance, en particulier par l'intermédiaire de son matériau électriquement isolant noyant tout ou partie des composants de puissance. Afin de mettre en forme les signaux électriques de puissance, le ou les composants de puissance sont fixés solidairement sur le substrat et, lorsqu'il y en a plusieurs, sont reliés entre eux par au moins une piste électrique ; le substrat est préférentiellement au moins en partie isolant. A titre d'exemple non limitatif, le substrat peut être du type PCB (« Printed Circuit Board » pour circuit imprimé) formé par un assemblage d'une ou plusieurs fines couches électriquement conductrices, telle que du cuivre, séparées par un matériau isolant, par exemple une résine époxy ;
— le ou les composants de puissance sont fixés solidairement au substrat de manière à établir au moins une connexion électrique entre une partie de cbaque composant de puissance et le substrat. Avantageusement, le ou les composants de puissance sont fixés sur le substrat par collage, via notamment une colle électriquement conductrice de préférence, par brasage ou par soudage ;
— de manière à pouvoir interagir avec l'équipement électrique auquel il est connecté, au moins une partie des composants de puissance est électriquement connectée à l'au moins un terminal de connexion afin de pouvoir transférer une énergie électrique entre le module électronique de puissance et le ou les composants de puissance. Ce transfert d'énergie peut se faire depuis le(s) composant(s) de puissance vers le ou les terminaux de connexion, ou alternativement dans le sens du ou des terminaux de connexion vers le(s) composant(s) de puissance.
Selon un troisième aspect de l'invention, il est proposé un compresseur de suralimentation électrique comprenant un module électronique de puissance conforme au deuxième aspect de l'invention ou selon l'un quelconque de ses perfectionnements, et connecté électriquement à un moteur dudit compresseur de suralimentation électrique afin de piloter son fonctionnement.
Des modes de réalisation variés de l'invention sont prévus, intégrant selon l'ensemble de leurs combinaisons possibles les différentes caractéristiques optionnelles exposées ici.
Description des figures
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore au travers de la description qui suit d'une part, et de plusieurs exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins schématiques annexés d'autre part, sur lesquels :
— la FIGURE 1 illustre une vue en perspective d'un exemple de réalisation d'un module électronique de puissance conforme au deuxième aspect de l'invention ;
— les FIGURE 2 et 3 illustrent des vues de profil d'un exemple de réalisation d'une ceinture de protection conforme au premier aspect de l'invention ;
— la FIGURE 4 illustre une vue de dessous de la ceinture de protection illustrée sur les FIGURES 2 et 3 ; — la FIGURE 5 illustre une vue de coupe partielle de la ceinture de protection conforme à une variante de réalisation ;
— la FIGURE 6 illustre un compresseur de suralimentation électrique intégrant un module électronique de puissance. Bien entendu, les caractéristiques, les variantes et les différentes formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres, selon diverses combinaisons, dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. On pourra notamment imaginer des variantes de l'invention ne comprenant qu'une sélection de caractéristiques décrites par la suite de manière isolée des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage tecbnique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la tecbnique antérieur.
En particulier toutes les variantes et tous les modes de réalisation décrits sont combinables entre eux si rien ne s'oppose à cette combinaison sur le plan tecbnique.
Sur les figures, les éléments communs à plusieurs figures conservent la même référence. Description détaillée de l'invention
En référence aux FIGURES I à 4, un module électronique de puissance 1 conforme au deuxième aspect de l'invention est décrit. La FIGURE 1 illustre un module électronique de puissance 1 assemblé et les FIGURES 2 à 4 illustrent plusieurs vues d'un mode de réalisation d'une ceinture de protection 11. Le module électronique de puissance 1 comprend un substrat 12 sur lequel sont montés une pluralité de composants de puissance 122. Dans l'exemple illustré, le substrat 12 a une forme générale rectangulaire. Eventuellement, le substrat 12 peut prendre n'importe quelle forme en fonction par exemple de l'encombrement disponible de l'environnement dans lequel il fonctionne et/ou de la forme d'une ceinture de protection 11 à l'intérieur de laquelle il est logé. Cbaque composant de puissance 122 est fixé solidairement au substrat 12. Plus particulièrement, les composants de puissance 12 sont reliés électriquement à des pistes électriques 121 formées dans un matériau électriquement conducteur à la surface du substrat 12, tel que par exemple du cuivre ou un alliage de cuivre.
Le substrat 12 est préférentiellement du type d'un circuit imprimé tel que décrit précédemment. Les composants de puissance 122 peuvent être par exemple du type d'un transistor de puissance afin d'amplifier un signal électrique ou d'un circuit intégré afin de réaliser une fonction logique prédéfinie.
La ceinture de protection 11 du module électronique de puissance 1 comprend une pluralité de terminaux de connexion 13 agencés pour conduire un signal électrique entre une piste électrique 121 du substrat 12 et un équipement électrique extérieur — non représenté — auquel le module électronique de puissance 1 est connecté électriquement. De manière connue, l'équipement électrique peut être connecté électriquement à au moins une partie des terminaux de connexion 13 de la ceinture de protection 11 par l'intermédiaire de fils conducteurs.
Les pistes électriques 121 du substrat 12 du module électronique de puissance 1 sont agencées pour conduire un signal électrique entre un terminal de connexion 13 et/ou un composant de puissance 122, ou entre deux composants de puissance 122. Typiquement, les pistes électriques 121 et les terminaux de connexion 13 sont formées d'un matériau métallique conducteur, tel que le cuivre ou un alliage de cuivre.
Dans l'exemple illustré sur les FIGURES 1 à 3, les terminaux de connexion 13 s'étendent en saillie au- delà du module électronique de puissance 1 et/ou de la ceinture de protection 11. Préférentiellement, les terminaux de connexion 13 sont répartis en péripbérie du module de connexion 1 et/ou de la ceinture de protection 11.
Cbaque terminal de connexion 13 comprend une plateforme de connexion 132 et une patte de connexion 131 qui s'étend au-delà de la plateforme de connexion 132 afin de faciliter le couplage mécanique et électrique avec un conducteur électrique non représenté. De manière avantageuse, les pattes de connexion 131 des terminaux de connexion 13 s'étendent à l'aplomb des plateformes de connexion 132 correspondantes. Eventuellement, les plateformes de connexion 132 de certains terminaux de connexion 13 peuvent s'étendre radialement vers l'extérieur de la ceinture de protection 11 en fonction des contraintes d'intégration du module électronique de puissance 1 dans son environnement procbe. Eventuellement encore, mais non exclusivement, les pattes de connexion 131 peuvent prendre une forme courbe et/ou convexe vers l'extérieur du module électronique de puissance 1.
Afin de garantir un assemblage durable et fiable de la ceinture de protection sur le substrat 12 du module électronique de puissance 1, les plateformes de connexion 132 d'au moins une partie des terminaux de connexion 13 sont fixée solidairement à la ceinture de protection 11, par exemple par brasage ou par collage, préférentiellement à l'aide d'une colle électriquement isolante.
Alternativement, les plateformes de connexion 132 peuvent être fixées solidairement à la ceinture de protection 11 par moulage, notamment au moment de la fabrication — par moulage — de ladite ceinture de protection 11. Les plateformes de connexion 13 prennent chacune la forme d'une lame sensiblement rectangulaire comprenant une face 1321 venant en contact— au moins partiel — avec une face en regard de la ceinture de protection 11 au moment de leur assemblage. Dans le cas où les plateformes de connexion 132 sont fixées par moulage sur la ceinture de protection, la face en regard de la ceinture de protection 11 est formée par la surface moulée qui est en contact avec la face 1321 de la plateforme de connexion 132 correspondante. Notamment, la deuxième face 1321 des plateformes de connexion 132 est logée au moins partiellement dans une zone de la ceinture de protection dépourvue de la matière formant ladite ceinture de protection.
Notamment, la première face 1322 des plateformes de connexion 132 est dépourvue de la matière formant la ceinture de protection afin de permettre de réaliser l'établissement d'une connexion électrique avec les composants de puissance 122 du module électronique de puissance 1.
Les plateformes de connexion 132 ont des dimensions latérales suffisamment larges pour permettre de connecter électriquement une première extrémité d'au moins un fil de connexion électrique 140 sur la première face 1322 de la plateforme de connexion électrique 132, ledit fil de connexion électrique 140 étant connecté électriquement par une deuxième extrémité opposée à une des pistes électriques 121 du substrat 12 et/ou à un composant de puissance 122. De manière avantageuse, les fils de connexion électrique 140 sont soudés sur la plateforme de connexion 132 afin de garantir un couplage électrique et mécanique solide et fiable.
La ceinture de protection 11 s'étend péripbériquement au substrat 12. Elle comprend une face d'appui 114 contre le substrat 12 du module électronique de puissance 1, ladite face d'appui 114 formant une face inférieure de la ceinture de protection 11. La ceinture de protection 11 comprend aussi une face supérieure 115 opposée à la face inférieure 114. Comme il sera décrit ultérieurement, la ceinture de protection 11 comprend plusieurs aménagements entre la face d'appui 114 et la face supérieure 115.
La ceinture de protection 11 est avantageusement formée dans un matériau électriquement isolant afin de ne pas gêner le fonctionnement du module électronique de puissance 1, le routage des signaux électriques étant assuré exclusivement par les pistes électriques 121 du substrat 12, les fils de connexion électrique 140, et/ou les terminaux de connexion 13. Préférentiellement, la ceinture de protection 11 est formée dans un matériau plastique.
La ceinture de protection 11 prend typiquement la forme d'un cadre fermé 111 bordant une ouverture centrale 112. Par rapport à l'ouverture centrale 112, le cadre fermé 111 est délimité radialement vers l'extérieur par un bord extérieur 1111 et radialement vers l'intérieur par un bord intérieur 1112.
La ceinture de protection 11 est agencée pour venir en appui contre le substrat 12 par l'intermédiaire de la face d'appui 114. La ceinture de protection 11 est avantageusement fixée solidairement au substrat 12, par tout moyen, notamment par collage.
Dans l'exemple illustré sur les FIGURES 1 à 4, la face d'appui 114 de la ceinture de protection 11 est formée d'une part par une face inférieure d'un rebord 1142 situé du côté de l'ouverture centrale 112 de la ceinture de protection 11 et d'autre part par un épaulement 1141 situé de manière périphérique au rebord 1142 et séparé dudit rebord 1142 par une rainure. Alternativement, l'épaulement II4I est séparé du rebord 1142 par une ou plusieurs ouvertures 116 telles que décrites précédemment.
De manière avantageuse, l'épaulement II4I est orienté dans une direction opposée à la face supérieure 115, c'est-à-dire du côté de la face inférieure de la ceinture de protection 11. Le rebord 1142 et/ou l'épaulement II4I permettent ainsi de réaliser un appui plan de la ceinture de protection 11 contre une face en regard du substrat 12.
Comme visible sur les FIGURES 3 et 4, la ceinture de protection 11 comprend une rainure formée par une ouverture 116 non traversante et formant un contour périphérique à l'ouverture centrale 112. La rainure débouche ainsi d'un premier côté au niveau de la face d'appui 114 de la ceinture de protection 11, telle que définie précédemment, et elle débouche d'un deuxième côté opposé au premier côté au niveau de la deuxième face 1321 de la plateforme de connexion 132. Ainsi, dans la vue de la face inférieure de la ceinture de protection 11 telle qu'illustrée dans la FIGURE 4, le rebord 1142 est distant de l'épaulement II4I, la rainure 116 séparant latéralement ledit rebord 1142 dudit épaulement II4I. Dans l'exemple illustré sur les FIGURES 3 et 4, la rainure est périphérique à l'ouverture centrale 112 de la ceinture de protection 11. La rainure 116 est ainsi délimitée du côté de l'ouverture centrale 112 par un bord intérieur 1112, préférentiellement continu et/ou formant un contour fermé.
D'une manière plus générale, la ceinture de protection 11 comprend au moins une ouverture 116 située en regard du substrat 12. Chaque ouverture 116 débouche d'un premier côté au niveau de la face d'appui 114 de la ceinture de protection 11 et, d'un deuxième côté opposé au premier côté, au niveau de la deuxième face 1321 de la plateforme de connexion 132.
Eventuellement, la ceinture de protection 11 peut comprendre une pluralité d'ouvertures 116 distantes les unes des autres, chaque ouverture 116 étant séparée de l'ouverture 116 directement adjacente par une nervure qui s'étend transversalement auxdites deux ouvertures 116 adjacentes, ladite nervure étant préférentiellement d'extension radiale par rapport à l'ouverture centrale 112 de la ceinture de protection 11. Chaque ouverture 116 peut être délimitée latéralement par un bord fermé et formé par la ceinture de protection 11 elle-même, de sorte que l'ouverture 116 ne débouche pas sur l'ouverture centrale 112 de ladite ceinture de protection 11. Les ouvertures 116 sont réalisées soit par usinage une fois la ceinture de protection 11 fabriquée, soit obtenue directement durant le procédé de fabrication de la ceinture de protection 11, notamment au moment du moulage. Alternativement, au moins une des ouvertures 116 peut être située contre un bord périphérique intérieur 1112 de la ceinture de protection 11, ladite au moins une des ouvertures 116 étant délimitée latéralement par un bord ouvert formé par la ceinture de protection 11 : une telle ouverture 116 est ainsi débouchante sur l'ouverture centrale 112 de la ceinture de protection.
Notamment, la plateforme de connexion 132 des terminaux de connexion 13 comprend une deuxième face 1321 opposée à la première face 1322, la ou les ouvertures 116 débouchant sur la deuxième face
1321 afin que ladite deuxième face soit dépourvue de la matière isolante formant la ceinture de protection 11. Comme décrit précédemment, cette configuration avantageuse de la ceinture de protection 11, dans laquelle les deuxièmes faces des plateformes de connexion 132 sont en regard d'ouvertures débouchant directement sur le substrat 12 lors de son montage avec la ceinture de protection 11, permet ainsi d'éviter une résonance lors d'une soudure par ultrason de fils électriques sur la plateforme de connexion:
Selon une première variante de réalisation illustrée en figures 3, 4, la deuxième face 1321 est située entre la face d'appui 114 et la face supérieure 115 de la ceinture de protection 11. La deuxième face 1321 de la plateforme de connexion 132 est donc située à une distance non nulle de la face d'appui 114 de la ceinture de protection 11, et consécutivement à une distance non nulle de la partie du substrat 12 du module électronique 1 avec laquelle ladite deuxième face 1321 de la plateforme de connexion 132 est destinée à être solidarisée.
Selon une deuxième variante de réalisation, la deuxième face 1321 de la plateforme de connexion 132 est située dans le même plan que la face d'appui 114 de la ceinture de protection 11. Cette deuxième variante de réalisation permet ainsi de faciliter et d'améliorer la fixation— essentiellement par collage — du substrat 12 sur la face d'appui 114 de la ceinture de protection 11. En effet, dans ce cas, la deuxième face 1321 fait partie de la face d'appui 114 de la ceinture de protection 11.
Cette variante de réalisation est représentée par exemple sur la FIGURE 5 qui représente une vue de coupe partielle de la ceinture de protection 11 dans laquelle la deuxième face 1321 de la plateforme de connexion 132 est située suivant un même plan que la face d'appui 114 de la ceinture de protection 11. En particulier, la plateforme de protection 132 peut s'étendre entre la face supérieure 115 de la ceinture de protection 11 et la face d'appui 114. Dans ce cas, l'épaisseur de la ceinture de protection 11 correspond à l'épaisseur de la plateforme de connexion 132. Alternativement, lorsque la plateforme de connexion 132 a une épaisseur inférieure à l'épaisseur de la ceinture de protection 11, la première face
1322 de la plateforme de connexion 132 peut être comprise entre la face supérieure 115 et la face d'appui 114 de la ceinture de protection 11 de manière à ce que la deuxième face 1321 de la plateforme de connexion soit située sur le même plan que la face d'appui 114. Dans l'exemple illustre sur la FIGURE 5 la plateforme de connexion est ainsi logée entre le rebord 1142 délimitant l'ouverture centrale 112 d'une part, et le cadre fermé 111 de la ceinture de protection 11 d'autre part.
Dans le cas où la deuxième face 13 est située dans le même plan que la face d'appui 114 de la ceinture de protection 11, la deuxième face 1321 de la plateforme de connexion 132 peut être facilement mise en contact contre le substrat 12. Ce contact peut être établi durant le montage du module électronique de puissance 1, par exemple par collage de la ceinture de protection 11 sur le substrat 12 ;
La colle utilisée est avantageusement électriquement isolante afin de ne pas perturber les transports électriques du module électronique de puissance 1. De manière avantageuse, et comme visible sur la FIGURE 2, la plateforme de connexion 132 d'au moins une partie des terminaux de connexion 13 est située entre une face inférieure de la ceinture de protection 11 formant la face d'appui 114 et la face supérieure 115 de ladite ceinture de protection 11 afin de protéger lesdits terminaux de connexion 13 et le substrat 12, ainsi que le couplage électrique et/ou mécanique éventuellement réalisé, et de pouvoir plus facilement nettoyer les excédents de colle débordant sur le substrat 12.
Alternativement, la plateforme de connexion 132 d'au moins une partie des terminaux de connexion 13 peut être située au niveau de la face supérieure 115 ou de la face d'appui 114 de la ceinture de protection 11.
Afin de protéger électriquement et mécaniquement les composants de puissance 122 situés sur le substrat 12 et/ou les plateformes de connexion 132 et/ou les fils de connexion électrique 140, le module électronique de puissance 1 peut comprendre un matériau électriquement isolant dans lequel au moins une partie du substrat 12 et/ou au moins une partie des composants de puissance 122 et/ou au moins une partie des plateformes de connexion 132 et/ou au moins une partie des fils de connexion électrique 140 sont noyés. Le matériau électriquement isolant s'étend préférentiellement à l'intérieur de la ceinture de protection, et préférentiellement encore il est du type d'un gel silicone disposé par-dessus le substrat 12 et à l'intérieur de la ceinture de protection 11.
La FIGURE 6 illustre un compresseur de suralimentation électrique 300 pour moteur tbermique et intégrant un module électronique 1 conforme au deuxième aspect de l'invention. Le compresseur de suralimentation électrique 300 comprend une bélice formant une roue de compression de gaz 310 logée dans une cbambre de compression 320. La cbambre de compression 320 est délimitée vers l'avant par une volute 330 et vers l'arrière par une plaque de fermeture 342. La volute 330 comprend une première ouverture 332 par laquelle l'air entre dans la cbambre de compression, et une deuxième ouverture 334 au travers de laquelle l'air comprimé par la roue de compression de gaz 310 est évacué. Bien entendu, la deuxième ouverture 334 est configurée pour être connectée aux cylindres d'un moteur thermique non représenté, par l'intermédiaire de moyens de connexion également non représentés. La volute 330 est fixée sur la plaque de fermeture 342 par l'intermédiaire de vis de fixation 336.
Le compresseur de suralimentation électrique 300 comprend un équipement électrique 200 agencé pour pouvoir entraîner en rotation la roue de compression de gaz 3Ό dudit compresseur de suralimentation électrique 300.
Pour ce faire, l'équipement électrique 200 est lié au compresseur de suralimentation électrique 300 par l'intermédiaire de la plaque de fermeture 342 qui est maintenue sur un boîtier 244 par des vis de fixation 243· L'équipement électrique 200 comprend ainsi le boîtier 244 logeant une macbine électrique tournante 240. La macbine électrique tournante 240 comporte un stator 250 logé dans la cbambre 246. Le stator 250 forme une couronne supportant des bobines électriques 252 disposées radialement à l'intérieur de la cbambre 246 de manière à permettre à un arbre 260 de passer au centre du stator 250. Une extrémité arrière 262 de l'arbre 260 est maintenue dans la cbambre 246 par l'intermédiaire d'un premier palier 270. Vers l'avant, l'arbre 260 est maintenu par un second palier 272 fixé à la plaque de fermeture 342 du compresseur de suralimentation électrique 300.
Les bobines électriques 252 sont alimentées électriquement par l'intermédiaire d'un module électronique de puissance 1 conforme au deuxième aspect de l'invention et tel que décrit précédemment dans n'importe laquelle de ses variantes. D'une manière générale, le module électronique de puissance 1 est agencé pour permettre de syncbroniser l'alimentation des bobines électriques 252 de la macbine électrique tournante 240 afin de générer un couple moteur au niveau de l'arbre l60 et d'entraîner en rotation la roue de compression de gaz 3Ό.
En syntbèse, la ceinture de protection 11 comprend en son centre une ouverture centrale 112 délimitée par un cadre fermé 111 formé dans un matériau électriquement isolant. Au moins un terminal de connexion 13 est maintenu en prise dans le cadre fermé 111, ledit terminal de connexion 13 comprenant une plateforme de connexion 132 destinée à permettre la connexion électrique dudit terminal de connexion 132 avec un composant du module électronique de puissance 1 collaborant avec la ceinture de protection 11. La face d'appui 114 du cadre fermé 111 comprend au moins une ouverture 116 déboucbant sur la deuxième face 1321 de la plateforme de connexion 132 de sorte que ladite deuxième face 1321 n'est pas en contact avec la matière isolante électriquement formant la ceinture de protection et déboucbe directement sur la face d'appui 114.
Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple, la ceinture de protection 11 pourrait avoir une forme arrondie au lieu d'une forme rectangulaire. Notamment, les différentes caractéristiques, formes, variantes et modes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. En particulier toutes les variantes et modes de réalisation décrits précédemment sont combinables entre eux.

Claims

Revendications
Ceinture de protection (il) pour un module électronique de puissance (l), ladite ceinture de protection (il) comprenant :
— un cadre fermé (lll) en matière électriquement isolante et délimitant une ouverture centrale (ll2) dont des bords (llll, 1112) forment une face d'appui (114) dudit cadre fermé (lll), la face d'appui (114) étant destinée à prendre appui contre un bord péripbérique d'un substrat (l2) du module électronique de puissance (il) ;
— au moins un terminal de connexion (13) électrique maintenu par la matière du cadre fermé (lll) et comprenant une plateforme de connexion (132) dont :
O une première face (1322) destinée à recevoir une connexion électrique avec des composants de puissance (122) du module électronique de puissance (l) est dépourvue de ladite matière isolante ; et
O une deuxième face (l32l) est opposée à la première face (l32l) ;
caractérisée en ce que la face d'appui (ll4) du cadre fermé (lll) comprend au moins une ouverture (il 6) déboucbant sur la deuxième face (l 321 ) de la plateforme de connexion (l32) de sorte que la deuxième face (l32l) est dépourvue de matière isolante électriquement.
Ceinture de protection (il) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que l'ouverture (ll6) est située vers un bord extérieur de la ceinture de protection (il).
Ceinture de protection (il) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'ouverture (ll6) est délimitée latéralement par un bord formé par la ceinture de protection (il).
Ceinture de protection (il) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'ouverture (ll6) forme une rainure s'étendant péripbériquement autour de l'ouverture centrale (ll2).
Ceinture de protection (il) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la plateforme de connexion (l32) du terminal de connexion (13) est située entre la face d'appui (114) et une face supérieure (115) de la ceinture de protection (il). Ceinture de protection (il) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la deuxième face (l 321 ) de la plateforme de connexion (132) du terminal de connexion (13) est située dans le même plan que la face d'appui (ll4) de la ceinture de protection (il).
Ceinture de protection (il) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la plateforme de connexion (131) du terminal de connexion (13) s'étend radialement par rapport à l'ouverture centrale (il 2) vers l'extérieur de la ceinture de protection (il).
Module électronique de puissance (l) comprenant :
— un substrat (l2) ;
— au moins un composant de puissance (122) monté sur le substrat (l2) ;
— une ceinture de protection (il) selon l'une quelconque des revendications précédentes et dont la face d'appui (114) est en appui contre une face du substrat (l2).
Module électronique de puissance (l) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'ouverture (ll6) est située en péripbérie du substrat (l2).
Compresseur de suralimentation électrique comprenant un module électronique de puissance (l) selon la revendication 8 ou 9, connecté électriquement à un moteur dudit compresseur de suralimentation électrique afin de piloter son fonctionnement.
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