FR2996350A1

FR2996350A1 - Power inductor for use in voltage and current six-phase converter of network on board of car for electric management of car, has coil surrounding magnetic body, and including two adjoining electrical conductors of rectangular section

Info

Publication number: FR2996350A1
Application number: FR1259400A
Authority: FR
Inventors: Bernard Boucly; Eric Lecrux
Original assignee: Technoboost SAS
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2012-10-03
Filing date: 2012-10-03
Publication date: 2014-04-04
Anticipated expiration: 2032-10-03
Also published as: FR2996350B1

Abstract

The inductor has a coil (2) extending through and surrounding a magnetic body (1) i.e. rectangular cylindrical torus. The coil includes two adjoining electrical conductors of a rectangular section. One of the conductors is in a shape of U overlapping the magnetic body. The other conductor is provided opposite to the former conductor. One of side faces of the magnetic body rests on a printed circuit (PCB). The conductors are provided on respective sides of the printed circuit, and mechanically and electrically interconnected through the printed circuit.

Description

9963 50 1 INDUCTANCE DE PUISSANCE ET CIRCUIT ELECTRIQUE COMPORTANT UNE TELLE INDUCTANCE La présente invention se rapporte en général aux dipôles de puissance équipant certains circuits électriques de véhicule automobile, et concerne plus particulièrement les inductances de puissance utilisées dans les convertisseurs de tension et courant d'un réseau de bord de véhicule. Par inductance, on entend un composant électronique de type dipôle, désigné également par les termes bobine, self ou self-inductance.The present invention relates in general to the power dipoles equipping certain motor vehicle electrical circuits, and more particularly relates to the power inductors used in the voltage and current converters of the invention. an on-board vehicle network. By inductance is meant an electronic component of dipole type, also referred to as coil, self or inductance.

L'inductance est un des composants clé des circuits électriques et notamment dans les convertisseurs de tension et/ou courant. Dans certaines applications comme la gestion électrique d'un véhicule automobile, les courants et tensions mis en jeu peuvent être relativement élevés et les inductances doivent être dimensionnées en conséquence. De telles inductances, capables d'accepter de fortes puissances, sont désignées par inductances de puissance. Les inductances de puissance présentent en général de petits volumes (<2cm3), une résistance électrique élevée (de l'ordre de 4mOhm), des valeurs d'inductance peu élevée (1,5 pH) et le courant maximal d'utilisation est de l'ordre 20 de 35A. Pour pouvoir réaliser un convertisseur capable de fournir un courant de 110A, il est nécessaire de mettre en parallèle plusieurs convertisseurs fournissant un maximum de 35A chacun. Les convertisseurs mis en parallèle, ou entrelacés, fonctionnent à des 25 fréquences relativement élevées de l'ordre de 150KHz, en raison de la faible amplitude de variation du courant circulant dans chaque inductance et de la faible valeur d'inductance. La fréquence qui résulte d'un convertisseur à six phases entrelacées est alors très élevée (6 x 150 KHz). 30 Il en résulte des difficultés à tenir les exigences en matière de compatibilité électromagnétique (CEM) dans les premières bandes de fréquences d'utilisation (150KHz - 2MHz). L'invention vise à pallier ces inconvénients en proposant une inductance comportant un ou plusieurs corps magnétiques, entourés par une ou plusieurs spires réalisées à partir de conducteurs électriques de section rectangulaire dont la section est apte à laisser passer des courants élevés, notamment de l'ordre de 110A. A cet effet, la présente invention propose une inductance comportant au moins un corps magnétique et au moins une spire traversant et entourant le corps magnétique, caractérisée en ce que la spire comporte au moins deux conducteurs électriques jointifs de section rectangulaire. Selon une caractéristique, au moins un premier conducteur est en forme de « U » chevauchant le corps magnétique et au moins un deuxième conducteur est disposé en regard du premier ; les deux conducteurs étant reliés mécaniquement et électriquement entre eux par leurs extrémités. Selon une autre caractéristique, une des faces latérales du corps magnétique repose sur un support, le premier conducteur en forme de « U » chevauchant le corps magnétique, est disposé sur une première face du support, et le deuxième conducteur est disposé sur une deuxième face du support, en regard de la première face ; les deux conducteurs étant reliés mécaniquement et électriquement entre eux aux travers du support. Selon une autre caractéristique, des premier, deuxième et troisième conducteurs en forme de « U », sont disposés sur la première face du support en chevauchant le corps magnétique et sont disposés à 1200 les uns des autres. Quatre autres conducteurs sont disposés sur la deuxième face du support et sont agencés de manière à relier en série les trois conducteurs en « U » et à les connecter au support. Selon une caractéristique, les conducteurs disposés sur la deuxième face du support s'étendent parallèlement à cette deuxième face. Selon une autre caractéristique, deux des conducteurs disposés sur la deuxième face du support relient le premier conducteur en « U » aux deuxième et troisième conducteurs en « U ». Le premier des deux conducteurs, disposés sur la deuxième face du support, relie la branche externe du premier conducteur en « U » à la branche interne du deuxième conducteur en « U » en passant sous le corps magnétique. Le deuxième conducteur, disposé sur la deuxième face du support, relie la branche interne du premier conducteur en « U » à la branche externe du troisième conducteur en « U » en passant sous le corps magnétique. Les deux autres conducteurs sont des conducteurs de liaison, disposés sur la deuxième face du support et sont utilisés pour raccorder électriquement l'inductance au support. Selon une autre caractéristique, le premier des deux conducteurs de liaison relie la branche externe du deuxième conducteur en « U » au support et le deuxième conducteur de liaison relie la banche interne du troisième conducteur en « U » au support en passant sous le corps magnétique. Selon une caractéristique, les deux conducteurs s'étendent respectivement selon deux plans parallèles, en regard l'un de l'autre en étant isolés électriquement l'un de l'autre et sont fixés entre eux à chacune de leurs extrémités ; au moins deux extrémités étant aptes à fixer l'inductance sur un circuit imprimé. Selon une autre caractéristique, chaque conducteur comporte une première branche et une deuxième branche reliée à une extrémité commune. Les extrémités libres de chaque première branche sont fixées entre elles en entourant le corps magnétique et assurent la continuité électrique entre les deux conducteurs. Les deuxièmes branches de chaque conducteur sont superposées sur au moins toute leur longueur en étant isolées électriquement l'un de l'autre et traversent le corps magnétique en son centre. Leurs extrémités, dépassant du corps magnétique, sont reliées mécaniquement entre elles, en étant isolée électriquement. Selon une autre caractéristique, les première et deuxième branches de chaque conducteur s'étendent parallèlement entre elles à partir de leur extrémité commune. Selon une autre caractéristique, l'inductance comporte en outre des premiers moyens de liaison mécanique et électrique agencés entre les extrémités libres des premières branches, et des deuxième et troisième moyens de liaison mécanique agencés entre les extrémités respectives des deuxième branches ; lesdits deuxième et troisièmes moyens étant aptes à relier mécaniquement et électriquement les extrémités des deuxièmes branches à un circuit imprimé, et sont en outre agencés pour réaliser une continuité électrique entre chaque deuxième branche de manière à assurer une double circulation du courant électrique au travers du corps magnétique. Selon une autre caractéristique, chaque deuxième et troisième moyen comporte une vis traversant chacune des extrémités des deuxièmes branches en étant alternativement en contact mécanique et électrique avec une des deuxièmes branches et isolée de l'autre deuxième branche. Selon une autre caractéristique, les deuxième et troisième moyens de fixation sont aptes à fixer l'inductance sur un circuit imprimé.Inductance is one of the key components of electrical circuits and especially in voltage and / or current converters. In certain applications such as the electrical management of a motor vehicle, the currents and voltages involved can be relatively high and the inductors must be dimensioned accordingly. Such inductances, capable of accepting high powers, are referred to as power inductances. The power inductors generally have small volumes (<2 cm3), a high electrical resistance (of the order of 4mOhm), low inductance values (1.5 pH) and the maximum current of use is the order of 35A. In order to achieve a converter capable of providing a current of 110A, it is necessary to parallel several converters providing a maximum of 35A each. Converters in parallel, or interleaved, operate at relatively high frequencies of the order of 150 KHz, due to the small amplitude of variation of the current flowing in each inductor and the low inductance value. The frequency resulting from a six-phase interleaved converter is then very high (6 x 150 KHz). This results in difficulties in meeting the requirements for electromagnetic compatibility (EMC) in the first frequency bands of use (150KHz - 2MHz). The invention aims to overcome these drawbacks by proposing an inductance comprising one or more magnetic bodies, surrounded by one or more turns made from electrical conductors of rectangular section whose section is able to pass high currents, including the order of 110A. For this purpose, the present invention proposes an inductance comprising at least one magnetic body and at least one turn through and surrounding the magnetic body, characterized in that the turn comprises at least two contiguous electrical conductors of rectangular section. According to one characteristic, at least one first conductor is in the form of a "U" which straddles the magnetic body and at least one second conductor is arranged facing the first; the two conductors being mechanically and electrically connected to each other by their ends. According to another characteristic, one of the lateral faces of the magnetic body rests on a support, the first U-shaped conductor overlapping the magnetic body, is disposed on a first face of the support, and the second conductor is disposed on a second face. of the support, opposite the first face; the two conductors being mechanically and electrically connected to each other through the support. According to another characteristic, first, second and third U-shaped conductors are arranged on the first face of the support by overlapping the magnetic body and are arranged at 1200 from each other. Four other conductors are arranged on the second face of the support and are arranged to connect the three "U" conductors in series and to connect them to the support. According to one characteristic, the conductors arranged on the second face of the support extend parallel to this second face. According to another characteristic, two of the conductors arranged on the second face of the support connect the first conductor "U" to the second and third conductors "U". The first of the two conductors, arranged on the second face of the support, connects the outer branch of the first conductor "U" to the inner branch of the second conductor "U" passing under the magnetic body. The second conductor, disposed on the second face of the support, connects the inner branch of the first conductor "U" to the outer branch of the third conductor "U" passing under the magnetic body. The other two conductors are connecting conductors, arranged on the second face of the support and are used to electrically connect the inductor to the support. According to another feature, the first of the two connecting conductors connects the outer branch of the second conductor "U" to the support and the second connecting conductor connects the inner wall of the third conductor "U" to the support passing under the magnetic body . According to one characteristic, the two conductors respectively extend in two parallel planes, facing one another electrically isolated from each other and are fixed together at each of their ends; at least two ends being able to fix the inductance on a printed circuit. According to another characteristic, each conductor comprises a first branch and a second branch connected to a common end. The free ends of each first branch are fixed together surrounding the magnetic body and provide electrical continuity between the two conductors. The second branches of each conductor are superimposed over at least their entire length being electrically insulated from each other and pass through the magnetic body at its center. Their ends, protruding from the magnetic body, are mechanically connected to each other, being electrically insulated. According to another characteristic, the first and second branches of each conductor extend parallel to each other from their common end. According to another characteristic, the inductance further comprises first mechanical and electrical connection means arranged between the free ends of the first branches, and second and third mechanical connection means arranged between the respective ends of the second branches; said second and third means being able to mechanically and electrically connect the ends of the second branches to a printed circuit, and are furthermore arranged to provide electrical continuity between each second branch so as to ensure a double flow of electric current through the body magnetic. According to another feature, each second and third means comprises a screw passing through each of the ends of the second branches alternately in mechanical and electrical contact with one of the second branches and isolated from the other second branch. According to another characteristic, the second and third fixing means are able to fix the inductance on a printed circuit.

Selon une variante de réalisation, l'inductance comporte plusieurs corps magnétiques adjacents ; la dimension des conducteurs étant adaptée en fonction du nombre de corps magnétiques. Selon une caractéristique, le corps magnétique est un tore cylindrique de section rectangulaire et la spire a une forme générale rectangulaire.According to an alternative embodiment, the inductor comprises several adjacent magnetic bodies; the size of the conductors being adapted according to the number of magnetic bodies. According to one characteristic, the magnetic body is a cylindrical torus of rectangular section and the coil has a generally rectangular shape.

L'invention a également pour objet un circuit électrique comprenant une inductance telle que décrite précédemment. D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après de modes de réalisation, non limitatifs de l'invention, faite en référence aux figures dans lesquelles : - la figure 1 illustre, en perspective, un premier mode de réalisation d'une inductance selon l'invention ; - les figures 2 et 3 représentent respectivement deux conducteurs électriques définissant une spire de l'inductance de puissance de la figure 1, avant assemblage ; - la figure 4 illustre, en perspective, une variante du premier mode de réalisation d'une inductance selon l'invention ; - les figures 5 et 6 représentent respectivement les deux conducteurs électriques définissant une spire de l'inductance de puissance de la figure 4, avant assemblage ; et - les figures 7a, 7b et 7c illustrent respectivement, suivant des vues en perspective, de dessous et de dessus, un deuxième mode de réalisation d'une inductance selon l'invention. Sur les figures les mêmes éléments, ou éléments remplissant les mêmes fonctions, sont désignés par les mêmes références numériques.The invention also relates to an electrical circuit comprising an inductor as described above. Other particularities and advantages will appear on reading the following description of non-limiting embodiments of the invention, with reference to the figures in which: FIG. 1 illustrates, in perspective, a first embodiment an inductor according to the invention; - Figures 2 and 3 respectively show two electrical conductors defining a turn of the power inductor of Figure 1, before assembly; FIG. 4 illustrates, in perspective, a variant of the first embodiment of an inductor according to the invention; - Figures 5 and 6 respectively show the two electrical conductors defining a turn of the power inductor of Figure 4, before assembly; and - Figures 7a, 7b and 7c respectively illustrate, in perspective views, from below and from above, a second embodiment of an inductor according to the invention. In the figures the same elements, or elements fulfilling the same functions, are designated by the same numerical references.

Dans le premier mode de réalisation, illustré à la figure 1, l'inductance comporte un seul corps magnétique 1 ayant la forme générale d'un tore cylindrique de section rectangulaire. Ce type de tore est bien connu. Il est constitué d'une poudre de ferrites ou de Nickel/Fer compacté.In the first embodiment, illustrated in Figure 1, the inductor comprises a single magnetic body 1 having the general shape of a cylindrical torus of rectangular section. This type of torus is well known. It consists of ferrite powder or compacted nickel / iron.

Deux conducteurs électriques A et B, de section rectangulaire, sont agencés entre eux pour former une boucle ou spire plate 2, par analogie avec une spire d'un bobinage de fil conducteur, qui entoure le tore 1 en le traversant en son centre.Two electrical conductors A and B, of rectangular section, are arranged between them to form a loop or flat coil 2, by analogy with a turn of a coil of conductive wire, which surrounds the torus 1 by passing through its center.

Les deux conducteurs A et B ainsi agencés, s'apparentent à une spire plate dont la forme générale est rectangulaire. De tels conducteurs électriques A et B sont couramment désignés par les termes « bus barre » ou « Buss Bars » dans la littérature technique anglo-saxonne.The two conductors A and B thus arranged, are similar to a flat coil whose general shape is rectangular. Such electrical conductors A and B are commonly referred to by the terms "bus bar" or "Buss Bars" in the Anglo-Saxon technical literature.

On utilisera aussi le terme « spire » dans la suite de la description pour désigner l'agencement des deux conducteurs A et B. La spire 2 fait un tour complet autour du tore 1 en passant au travers du tore 1. La spire 2 est réalisée, par exemple en cuivre, et dimensionnée, notamment son épaisseur, pour passer de forts courants pouvant atteindre 110A. Les conducteurs électriques A et B, réalisés respectivement à partir de bus barre, sont conformés pour construire, une fois assemblés et fixés entre eux, une spire 2 de forme générale rectangulaire et plate entourant le tore 1. Comme illustré aux figures 2 et 3, les deux conducteurs A et B présentent 20 la même forme (forme générale en « U »). Chaque conducteur A et B comporte une première branche Ai, respectivement Bi, et une deuxième branche A2, respectivement B2, reliées à une extrémité commune A21, respectivement B21. Les première et deuxième branches Al et A2, respectivement B1 et B2, de chaque conducteur A et B s'étendent parallèlement entre elles à partir de leur 25 extrémité commune A21, respectivement B21. Les extrémités des conducteurs A et B dépassent du tore 1 et comportent des perçages 21 et 22 permettant la fixation de l'inductance sur un support tel qu'un circuit imprimé PCB. Les parties des conducteurs A et B traversant le tore 1, outre leurs 30 propriétés électromagnétiques, permettent de supporter l'inductance sur le circuit imprimé PCB. Des moyens de fixation tels que des vis 23 et 24, coopérant respectivement avec les perçages 21 et 22, permettent à la fois de fixer l'inductance sur le circuit imprimé PCB, et de faire circuler le courant entre des pistes ou plots conducteurs du circuit imprimé PCB (non représentés) et les entrée/sortie de l'inductance. Les premières branches Al et B1 sont plus courtes que les deuxièmes branches A2 et B2 et les deuxièmes branches A2 et B2 sont sensiblement de 5 même longueur. La largeur de l'espace e séparant les deux branches parallèles Ai, B1 ou A2, B2 est déterminée pour correspondre sensiblement à la largeur du tore 1 et la longueur des premières branches Al et B1 est déterminée pour que la longueur de l'espace e, quand les deux conducteurs A et B sont montés l'un sur l'autre, 10 corresponde sensiblement à la hauteur du tore 1 de telle manière que le tore 1 se trouve emprisonné dans cet espace 2. Une fois les deux conducteurs A et B assemblés, les extrémités libres Al L et BlL des premières branches Al et B1 qui sont munies de perçages 32A et 32B, sont superposées et fixées entre elles. Les deuxièmes branches A2 et B2 sont 15 également superposées sensiblement sur toute leur longueur. Dans l'exemple illustré à la figure 1, le conducteur A est monté sur le conducteur B. Les deux conducteurs A et B s'étendent respectivement suivant deux plans parallèles avec un espace les séparant correspondant sensiblement à l'épaisseur d'un conducteur (épaisseur d'un bus barre). 20 Les extrémités libres Al L et BlL des premières branches Al et B1 se chevauchent. L'extrémité libre Al L de la première branche Al est disposée au-dessus de l'extrémité libre BlL correspondante de la première branche Bi. Les deux extrémités libres Al L et BlL sont fixées entre elles par des premiers moyens de liaison mécanique et électrique par vis 30 et l'espace entre 25 les deux extrémités libres Al L et BlL est matérialisé par une entretoise métallique cylindrique 31. Cette entretoise métallique 31 assure par ailleurs la continuité électrique entre les deux conducteurs A et B. Les deuxièmes branches A2 et B2 des parties A et B se chevauchent sensiblement sur toute leur longueur. La deuxième branche A2 est disposée au-30 dessus de la deuxième branche B2. Les deuxièmes branches A2 et B2 se chevauchant, sont fixées entre elles par vis à chacune de leurs extrémités de part et d'autre du tore 1. Ces extrémités de fixation correspondent aux extrémités communes A21 et B21 respectivement des branches Ai, A2 et Bi, B2.We will also use the term "turn" in the following description to designate the arrangement of the two conductors A and B. The turn 2 makes a complete turn around the torus 1 passing through the torus 1. The turn 2 is realized , for example of copper, and sized, especially its thickness, to pass strong currents up to 110A. The electrical conductors A and B, made respectively from busbar, are shaped to construct, once assembled and fixed together, a turn 2 of generally rectangular and flat shape surrounding the torus 1. As shown in Figures 2 and 3, the two conductors A and B have the same shape (general "U" shape). Each conductor A and B comprises a first branch Ai, respectively Bi, and a second branch A2, respectively B2, connected to a common end A21, respectively B21. The first and second branches A1 and A2, respectively B1 and B2, of each conductor A and B extend parallel to each other from their common end A21, respectively B21. The ends of the conductors A and B protrude from the torus 1 and have bores 21 and 22 for fixing the inductance on a support such as PCB printed circuit. The portions of the conductors A and B passing through the torus 1, in addition to their electromagnetic properties, make it possible to support the inductance on the PCB printed circuit. Fastening means such as screws 23 and 24, cooperating respectively with the bores 21 and 22, allow both to fix the inductance on the PCB printed circuit, and to circulate the current between tracks or conductive pads of the circuit printed PCB (not shown) and the input / output of the inductor. The first branches A1 and B1 are shorter than the second branches A2 and B2 and the second branches A2 and B2 are substantially of the same length. The width of the space e separating the two parallel branches Ai, B1 or A2, B2 is determined to correspond substantially to the width of the core 1 and the length of the first branches A1 and B1 is determined so that the length of the space e when the two conductors A and B are mounted on each other, 10 substantially corresponds to the height of the torus 1 so that the torus 1 is trapped in this space 2. Once the two conductors A and B assembled, the free ends Al L and BlL of the first branches A1 and B1 which are provided with holes 32A and 32B, are superimposed and fixed together. The second branches A2 and B2 are also superimposed substantially over their entire length. In the example illustrated in FIG. 1, the conductor A is mounted on the conductor B. The two conductors A and B respectively extend in two parallel planes with a space separating them corresponding substantially to the thickness of a conductor ( thickness of a bus bar). The free ends Al L and BlL of the first branches A1 and B1 overlap. The free end Al L of the first branch A1 is disposed above the corresponding free end BlL of the first branch Bi. The two free ends Al L and BlL are fixed together by means of first mechanical and electrical connection means by screw 30 and the space between the two free ends Al L and BlL is materialized by a cylindrical metal spacer 31. This metal spacer 31 also provides electrical continuity between the two conductors A and B. The second branches A2 and B2 of parts A and B overlap substantially over their entire length. The second branch A2 is disposed above the second branch B2. The second overlapping branches A2 and B2 are fastened together by screws at each of their ends on either side of the torus 1. These attachment ends correspond to the common ends A21 and B21 respectively of the branches Ai, A2 and Bi, B2.

L'espace entre les deuxièmes branches A2 et B2 est assuré par une bande d'isolant électrique 40 dont l'épaisseur et la largeur correspondent sensiblement à l'épaisseur et la largeur des conducteurs A ou B ; l'épaisseur de la bande isolante 40 correspondant également à la hauteur de l'entretoise métallique 31.The space between the second branches A2 and B2 is provided by a strip of electrical insulation 40 whose thickness and width substantially correspond to the thickness and width of the conductors A or B; the thickness of the insulating strip 40 also corresponding to the height of the metal spacer 31.

A titre de variante, l'espace entre les deuxièmes branches A2 et B2 peut être un espace d'air en gardant uniquement des entretoises en matériau isolant aux deux extrémités de fixation des branches A2 et B2. Il y a donc deux épaisseurs de conducteur électrique (deux bus barre) passant au travers du tore 1.Alternatively, the space between the second branches A2 and B2 may be an air space keeping only spacers of insulating material at the two ends of fixing branches A2 and B2. There are therefore two thicknesses of electrical conductor (two bus bars) passing through the core 1.

Les deuxièmes branches A2 et B2, qui se chevauchent en passant au travers du tore 1, doivent donc être isolées électriquement l'une de l'autre tout en étant reliées à leurs extrémités de fixation respectives au reste du circuit électrique supporté par le circuit imprimé PCB et pour lequel l'inductance est un composant parmi les autres composants du circuit : condensateurs, résistances, etc.The second branches A2 and B2, which overlap while passing through the torus 1, must therefore be electrically insulated from each other while being connected at their respective fixing ends to the rest of the electrical circuit supported by the circuit board PCB and for which the inductor is a component among the other components of the circuit: capacitors, resistors, etc.

A cet effet, des deuxième et troisième moyens de liaison mécanique et électrique 34 et 33 par vis 24 et 23, sont aménagés aux extrémités de fixation des branches A2 et B2. Les vis 24 et 23 traversent de part en part ces extrémités de haut vers le bas dans leur sens de montage en référence à la figure 1. Dans l'exemple décrit, et par convention, le deuxième moyen de liaison 34 est considéré amener le courant du circuit imprimé PCB vers l'entrée électrique de l'inductance (à gauche sur la figure 1) et le troisième moyen de liaison 33 est considéré amener le courant sortant de la sortie électrique de l'inductance (à droite de la figure 1) vers le circuit imprimé PCB. La vis 24 du deuxième moyen de liaison 34 est en contact électrique avec le conducteur B qui est situé en dessous du conducteur A en référence à la figure 1. Le courant électrique parcourt la longueur de la branche B2 en passant une première fois au travers du tore 1 et passe ensuite, via la vis 30 des premiers moyens de liaison, du conducteur B au conducteur A situé au-dessus du conducteur B. La vis 24 du deuxième moyen de liaison 34 est isolée électriquement du conducteur A par un manchon en matériau isolant 41 qui est disposé à l'intérieur du perçage 22A du conducteur A. Le courant passe ensuite une deuxième fois au travers du tore 1 mais cette fois-ci par la branche A2 jusqu'à l'autre extrémité de fixation de la branche A2.For this purpose, second and third mechanical and electrical connection means 34 and 33 by screws 24 and 23 are arranged at the attachment ends of the branches A2 and B2. The screws 24 and 23 pass right through these ends from top to bottom in their assembly direction with reference to FIG. 1. In the example described, and by convention, the second connection means 34 is considered to bring the current PCB printed circuit to the electrical input of the inductor (left in Figure 1) and the third connecting means 33 is considered to bring the current from the electrical output of the inductor (on the right of Figure 1) to the printed PCB. The screw 24 of the second connection means 34 is in electrical contact with the conductor B which is located below the conductor A with reference to FIG. 1. The electric current travels the length of the branch B2, passing for the first time through the torus 1 and then passes, via the screw 30 of the first connecting means, from the conductor B to the conductor A located above the conductor B. The screw 24 of the second connection means 34 is electrically insulated from the conductor A by a sleeve of material insulator 41 which is disposed inside the bore 22A of the conductor A. The current then passes a second time through the torus 1 but this time by the A2 branch to the other end of attachment A2 branch .

A cette autre extrémité, la vis 23 du troisième moyen de liaison 33 est en contact électrique avec la branche A2 en étant isolé électriquement de la branche B2, située en dessous de la branche A2, par une bague isolante 42 qui est disposée à l'intérieur du perçage 21B. Le courant passe donc directement de la branche A2 au circuit imprimé PCB. Des entretoises 51 et 52 sont par ailleurs prévues pour maintenir l'inductance à une distance de la surface du circuit imprimé PCB. Selon une autre convention, l'entrée et la sortie de l'inductance peuvent être inversées.At this other end, the screw 23 of the third connection means 33 is in electrical contact with the branch A2 while being electrically insulated from the branch B2, located below the branch A2, by an insulating ring 42 which is arranged at the Inside the piercing 21B. The current therefore goes directly from the A2 branch PCB printed circuit. Spacers 51 and 52 are further provided to maintain the inductance at a distance from the PCB PCB surface. According to another convention, the input and the output of the inductor can be reversed.

Selon une variante du premier mode de réalisation, illustré en référence aux figures 4, 5 et 6, l'inductance comporte plusieurs tores 1 identiques, empilés les uns contre les autres ou sensiblement espacés les uns des autres, sur les deuxièmes branches A2 et B2 de l'inductance : cinq dans l'exemple décrit. Ce type de montage est également désigné par mode « stack ».According to a variant of the first embodiment, illustrated with reference to FIGS. 4, 5 and 6, the inductor comprises a plurality of identical cores 1, stacked one against the other or substantially spaced from each other, on the second branches A2 and B2. of the inductor: five in the example described. This type of editing is also referred to as "stack" mode.

Par rapport au mode de réalisation de la figure 1, seules les longueurs respectives des première Ai, B1 et deuxième branches A2, B2 changent ; la longueur étant adaptée naturellement au nombre de tores de l'inductance. Dans le premier mode de réalisation et sa variante, les conducteurs s'étendent parallèlement à la surface du circuit imprimé PCB et l'axe principal de l'inductance est par conséquent lui aussi parallèle à la surface du circuit imprimé PCB. Pour des questions d'encombrement à la surface d'un circuit imprimé, il peut être intéressant d'implanter des inductances non plus disposées horizontalement par rapport au circuit imprimé mais verticalement.With respect to the embodiment of FIG. 1, only the respective lengths of the first Ai, B1 and second branches A2, B2 change; the length being naturally adapted to the number of cores of the inductor. In the first embodiment and its variant, the conductors extend parallel to the surface of the PCB printed circuit and the main axis of the inductor is therefore also parallel to the PCB PCB surface. For issues of space on the surface of a printed circuit, it may be interesting to implement inductors no longer arranged horizontally with respect to the printed circuit but vertically.

L'axe du ou des tores se trouve donc orienté verticalement et non plus horizontalement en se référant à un circuit imprimé dont le plan principal est horizontal. Selon un deuxième mode de réalisation, illustré en référence aux figures 7a, 7b et 7c, l'inductance est constituée d'un ensemble de conducteurs 71 à 77 de 30 type bus barre, agencés de manière à constituer des spires 70 de section rectangulaire et de forme générale rectangulaire, entourant un tore 7. Une des faces latérales du tore 7 repose sur la face supérieure du circuit imprimé PCB (face du circuit imprimé PCB orientée vers le haut respectivement à la figure 7a) Le tore 7 est de forme générale cylindrique à section rectangulaire. Selon cet agencement, l'inductance comporte trois conducteurs 71, 72 et 73 en forme de « U » chevauchant le tore 7. Les « U » 71, 72 et 73 sont disposés à 120° les uns des autres.The axis of the torus or tori is therefore oriented vertically and no longer horizontally by referring to a printed circuit whose main plane is horizontal. According to a second embodiment, illustrated with reference to FIGS. 7a, 7b and 7c, the inductor consists of a set of conductors 71 to 77 of the busbar type, arranged so as to constitute turns 70 of rectangular section and of rectangular general shape, surrounding a torus 7. One of the lateral faces of the torus 7 rests on the upper face of the printed circuit board PCB (face of the printed PCB PCB facing upwards respectively in FIG. 7a) The torus 7 is generally cylindrical in shape rectangular section. According to this arrangement, the inductor comprises three conductors 71, 72 and 73 in the shape of a "U" overlapping the torus 7. The "U" 71, 72 and 73 are arranged at 120 ° from each other.

On peut prévoir également plusieurs tores empilés selon le mode « stack » décrit ci-dessus. Les longueurs des branches des « U » seront alors adaptées en conséquence. Les faces extrêmes des branches des « U » 71, 72 et 73 présentent une surface plane rectangulaire. Elles définissent des surfaces ou plages de contact électrique. Elles peuvent par exemple être munies de moyens de connexion électriques telles que des broches de contact, non représentées, quatre par exemple, réparties sensiblement aux quatre angles des plages de contact. Les broches font saillie des bases.It is also possible to provide several tori stacked according to the "stack" mode described above. The lengths of the branches of the "U" will then be adapted accordingly. The end faces of the branches of the "U" 71, 72 and 73 have a rectangular planar surface. They define surfaces or areas of electrical contact. They may for example be provided with electrical connection means such as contact pins, not shown, four for example, distributed substantially at the four corners of the contact pads. The pins protrude from the bases.

Dans l'exemple décrit, les extrémités des branches des « U » 71, 72 et 73 traversent le circuit imprimé PCB. L'inductance comporte en outre quatre autres conducteurs 74, 75, 76 et 77, également de type « bus barre », qui sont agencés de manière à mettre en série les trois « U » 71, 72 et 73 et de le connecter au circuit imprimé PCB.In the example described, the ends of the branches of the "U" 71, 72 and 73 pass through the PCB printed circuit. The inductor furthermore comprises four other conductors 74, 75, 76 and 77, also of the "busbar" type, which are arranged so as to put the three "U" s 71, 72 and 73 in series and to connect it to the circuit printed PCB.

Ils peuvent s'apparenter à des cavaliers qui sont disposés sur la face inférieure du circuit imprimé PCB en s'étendant parallèlement à cette face. Deux 75 et 76 de ces cavaliers relient un 72 des trois « U » 71, 72 et 73 aux deux autres 71 et 73. Le premier 75 des deux cavaliers 75, 76 relie la branche externe du « U » 71 à la branche interne du « U » 72 en passant sous le tore 7. Le deuxième cavalier 76 relie la branche interne du « U » 71 à la branche externe du « U » 73 en passant sous le tore 7. Les deux autres cavaliers 74 et 77 sont des cavaliers dits de liaison utilisés pour raccorder électriquement l'inductance au reste du circuit imprimé PCB.They may be similar to jumpers that are arranged on the underside of the PCB printed circuit extending parallel to this face. Two 75 and 76 of these jumpers connect a 72 of the three "U" 71, 72 and 73 to the other two 71 and 73. The first 75 of the two jumpers 75, 76 connects the outer branch of the "U" 71 to the inner branch of the "U" 72 passing under the torus 7. The second jumper 76 connects the inner branch of the "U" 71 to the outer branch of the "U" 73 passing under the torus 7. The other two riders 74 and 77 are riders said connectors used to electrically connect the inductor to the rest of the PCB printed circuit.

Le premier 74 des deux cavaliers de liaison 74 et 77 relie la branche externe du « U » 72 au circuit imprimé PCB et le deuxième cavalier de liaison 77 relie la banche interne du « U » 73 au circuit imprimé PCB en passant sous le tore 7. 2 9963 50 10 Par branche externe, on entend la branche du « U » qui est la plus excentrée du centre du tore 7 et réciproquement branche interne, celle qui en est la plus rapprochée. Dans l'exemple décrit, les deux extrémités des cavaliers 75 et 76 et une 5 des extrémités des cavaliers de liaison 74 et 77 sont munies de moyens de connexion électrique qui coopèrent avec ceux des « U » 71, 72 et 73 pour, d'une part, maintenir mécaniquement les « U » sur le circuit imprimé PCB et, d'autre part, pour assurer une continuité électrique entre les « U » 71, 72 et 73 et les cavaliers 74 à 77. 10 Par exemple, les moyens de connexion des cavaliers 74 à 77 sont les parties « femelles » des moyens « mâles » supportés par les plages de contact des << U On peut prévoir d'inverser les moyens de connexion. On peut également prévoir d'autres moyens de connexion permettant à la 15 fois le maintien mécanique des « U » 71, 72 et 73 sur le circuit imprimé PCB et la continuité électrique sans soudure tel que par exemple des moyens de connexion du type connu sous la désignation « press-fit ». Ainsi les « U » 71, 72 et 73 et les cavaliers 74 à 77 sont agencés de manière à ce que le tore 7 soit entouré de deux spires 70. 20 La mise en série des « U » 71, 72 et 73 par les cavaliers 74 à 77 crée une bobine à deux spires complètes. D'autres types de connexion sont bien entendu envisageables. D'autres supports peuvent être envisagés. On peut notamment se passer d'un support et connecter directement les 25 extrémités des cavaliers aux extrémités des «U ». Dans ce cas, les tores sont supportés à plat par les cavaliers 74, 75 et 76 et les cavaliers reposent eux-mêmes à plat sur un support s'étendant sous les cavaliers. Les avantages d'une inductance selon l'invention sont nombreux. Parmi ceux-ci on peut citer notamment : 30 - la surface occupée par l'inductance est comparable à celle obtenue dans des convertisseurs multiphases (six phases) ; - l'impédance de chaque inductance est 20 fois inférieure à celle des inductances de référence (4mOhm) ; - les pertes cuivre sont plus faibles d'un facteur « 4» (3,4W contre 15W) pour un courant total de 150A) ; - il n'est pas nécessaire de refroidir les inductances ; - le montage de l'inductance est simplifié et peut-être automatisé par la technique de connectique sans soudure (technique dite de « press-fit » par exemple) ; - la fréquence de fonctionnement est plus faible d'un rapport 7 (2 x 60KHz contre 6 x 150 Khz) ; et - le respect des exigences en matière de CEM est plus aisé.The first 74 of the two connecting jumpers 74 and 77 connects the outer branch of the "U" 72 to the printed circuit board PCB and the second connecting jumper 77 connects the inner panel of the "U" 73 to PCB printed circuit passing under the torus 7 By external branch is meant the branch of the "U" which is the most eccentric from the center of the torus 7 and reciprocally inner branch, the one which is nearest to it. In the example described, the two ends of the jumpers 75 and 76 and one of the ends of the jumper links 74 and 77 are provided with electrical connection means which cooperate with those of the "U" 71, 72 and 73 for one hand, mechanically maintain the "U" on PCB PCB and, secondly, to ensure electrical continuity between "U" 71, 72 and 73 and jumpers 74 to 77. 10 For example, the means of Connection of the jumpers 74 to 77 are the "female" parts of the "male" means supported by the contact pads of the "U". It is possible to reverse the connection means. It is also possible to provide other connection means allowing both the mechanical retention of the "U" s 71, 72 and 73 on the printed PCB and the seamless electrical continuity such as, for example, connection means of the type known as the press-fit designation. Thus the "U" 71, 72 and 73 and the riders 74 to 77 are arranged so that the torus 7 is surrounded by two turns 70. 20 The series of "U" 71, 72 and 73 by the riders 74 to 77 creates a coil with two complete turns. Other types of connection are of course conceivable. Other supports can be envisaged. One can in particular do without a support and directly connect the ends of the jumpers at the ends of the "U". In this case, the cores are supported flat by the jumpers 74, 75 and 76 and the riders rest themselves flat on a support extending under the jumpers. The advantages of an inductor according to the invention are numerous. Among these we can mention in particular: the surface occupied by the inductor is comparable to that obtained in multiphase converters (six phases); the impedance of each inductor is 20 times lower than that of the reference inductances (4mOhm); copper losses are lower by a factor of 4 (3.4 W vs 15 W) for a total current of 150 A); - it is not necessary to cool the inductors; - The assembly of the inductor is simplified and perhaps automated by the technique of seamless connection (technique called "press-fit" for example); - The operating frequency is lower than a ratio 7 (2 x 60KHz against 6 x 150 Khz); and - compliance with EMC requirements is easier.

A titre d'exemple de dimensionnement, dans l'inductance de la figure 4 comportant cinq tores, la section du bus barre est de 30 mm2, l'inductance fait 211H, la résistance 0,3 mOhm pour des dimensions hors tout de : largeur =50mm, longueur=100mm et diamètre du tore = 45mm Le courant maximal est de 110A.15As an example of dimensioning, in the inductor of FIG. 4 comprising five cores, the section of the bus bar is 30 mm 2, the inductance is 211 H, the resistance 0.3 m ohm for overall dimensions of: width = 50mm, length = 100mm and torus diameter = 45mm The maximum current is 110A.15

Claims

REVENDICATIONS1. Inductance comportant au moins un corps magnétique (1 ; 7) et au moins une spire (2 ; 70) traversant et entourant le corps magnétique (1 ; 7), caractérisée en ce que la spire (2 ; 70) comporte au moins deux conducteurs électriques jointifs de section rectangulaire.REVENDICATIONS1. Inductor comprising at least one magnetic body (1; 7) and at least one turn (2; 70) passing through and surrounding the magnetic body (1; 7), characterized in that the coil (2; 70) comprises at least two conductors joined electric rectangular section.

2. Inductance selon la revendication précédente, caractérisée en ce qu'au moins un premier conducteur (71) est en forme de « U » chevauchant le corps magnétique (7) et en ce qu'au moins un deuxième conducteur (75) est disposé en regard du premier ; les deux conducteurs (71, 75) étant reliés mécaniquement et électriquement entre eux par leurs extrémités.2. Inductor according to the preceding claim, characterized in that at least a first conductor (71) is U-shaped overlapping the magnetic body (7) and in that at least a second conductor (75) is disposed next to the first; the two conductors (71, 75) being mechanically and electrically connected to each other at their ends.

3. Inductance selon la revendication précédente, caractérisée en ce qu'une des faces latérales du corps magnétique (7) repose sur un support (PCB), en ce que le premier conducteur (71) en forme de « U » chevauchant le corps magnétique (7), est disposé sur une première face du support (PCB), et en ce que le deuxième conducteur (75) est disposé sur une deuxième face du support (PCB), en regard de la première face ; les deux conducteurs (71, 75) étant reliés mécaniquement et électriquement entre eux aux travers du support (PCB).3. Inductor according to the preceding claim, characterized in that one of the lateral faces of the magnetic body (7) rests on a support (PCB), in that the first conductor (71) in the shape of a "U" straddling the magnetic body (7), is disposed on a first face of the support (PCB), and in that the second conductor (75) is disposed on a second face of the support (PCB), opposite the first face; the two conductors (71, 75) being mechanically and electrically connected to each other through the support (PCB).

4. Inductance selon la revendication précédente, caractérisée en ce qu'elle comporte des premier, deuxième et troisième conducteurs (71, 72 et 73) en forme de « U », disposés sur la première face du support en chevauchant le corps magnétique (7) et disposés à 120° les uns des autres, et comporte en outre quatre autres conducteurs (74, 75, 76 et 77) disposés sur la deuxième face du support (PCB) et qui sont agencés de manière à relier en série les trois conducteurs en « U » (71, 72 et 73) et à les connecter au support (PCB).4. Inductor according to the preceding claim, characterized in that it comprises first, second and third conductors (71, 72 and 73) shaped "U", arranged on the first face of the support by overlapping the magnetic body (7 ) and arranged at 120 ° from each other, and further comprises four other conductors (74, 75, 76 and 77) arranged on the second face of the support (PCB) and which are arranged to connect the three conductors in series. in "U" (71, 72 and 73) and connect them to the support (PCB).

5. Inductance selon la revendication précédente, caractérisée en ce que les conducteurs (74, 75, 76 et 77) disposés sur la deuxième face du support (PCB) s'étendent parallèlement à cette deuxième face.5. Inductor according to the preceding claim, characterized in that the conductors (74, 75, 76 and 77) disposed on the second face of the support (PCB) extend parallel to this second face.

6. Inductance selon la revendication précédente, caractérisée en ce que deux (75 et 76) des conducteurs disposés sur la deuxième face du support (PCB) relient le premier conducteur en « U » (71) aux deuxième et troisième conducteursen « U » (72 et 73) ; le premier (75) des deux conducteurs (75 et 76), disposés sur la deuxième face du support (PCB), reliant la branche externe du premier conducteur en « U » (71) à la branche interne du deuxième conducteur en « U » (72) en passant sous le corps magnétique (7) et le deuxième conducteur (76), disposés sur la deuxième face du support (PCB), reliant la branche interne du premier conducteur en « U » (71) à la branche externe du troisième conducteur en « U » (73) en passant sous le corps magnétique (7), et en ce que les deux autres conducteurs (74 et 77) sont des conducteurs de liaison, disposés sur la deuxième face du support (PCB) et utilisés pour raccorder électriquement l'inductance au support (PCB).Inductance according to the preceding claim, characterized in that two (75 and 76) conductors arranged on the second face of the support (PCB) connect the first "U" conductor (71) to the second and third "U" conductors ( 72 and 73); the first (75) of the two conductors (75 and 76), arranged on the second face of the support (PCB), connecting the outer branch of the first conductor "U" (71) to the inner branch of the second conductor "U" (72) passing under the magnetic body (7) and the second conductor (76), arranged on the second face of the support (PCB), connecting the inner branch of the first "U" conductor (71) to the outer branch of the third "U" conductor (73) passing under the magnetic body (7), and in that the other two conductors (74 and 77) are connecting conductors arranged on the second face of the support (PCB) and used for electrically connecting the inductor to the support (PCB).

7. Inductance selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le premier (74) des deux conducteurs de liaison (74 et 77) relie la branche externe du deuxième conducteur en « U » (72) au support (PCB) et le deuxième conducteur de liaison (77) relie la banche interne du troisième conducteur en « U » (73) au support (PCB) en passant sous le corps magnétique (7).7. Inductor according to the preceding claim, characterized in that the first (74) of the two connecting conductors (74 and 77) connects the outer branch of the second conductor "U" (72) to the support (PCB) and the second conductor linkage (77) connects the inner wall of the third "U" conductor (73) to the support (PCB) passing under the magnetic body (7).

8. Inductance selon la revendication 1, caractérisée en ce que les deux conducteurs (A et B) s'étendent respectivement selon deux plans parallèles, en regard l'un de l'autre en étant isolés électriquement l'un de l'autre et sont fixés entre eux à chacune de leurs extrémités ; au moins deux extrémités étant aptes à fixer l'inductance sur un circuit imprimé (PCB).8. Inductor according to claim 1, characterized in that the two conductors (A and B) respectively extend in two parallel planes, facing one another electrically isolated from each other and are fixed together at each end; at least two ends being able to fix the inductance on a printed circuit (PCB).

9. Inductance selon la revendication précédente, caractérisée en ce que chaque conducteur (A, B) comporte une première branche (Ai, B1) et une deuxième branche (A2, B2) reliée à une extrémité commune (A21, B21) ; les extrémités libres (Al L, B1L) de chaque première branche (Ai, B1) étant fixées entre elles en entourant le corps magnétique (1) et en assurant la continuité électrique entre les deux conducteurs (A et B), et en ce que les deuxièmes branches (A2, B2) de chaque conducteur (A, B) sont superposées sur au moins toute leur longueur en étant isolées électriquement l'un de l'autre et traversent le corps magnétique (1) en son centre ; leurs extrémités dépassant du corps magnétique (1) étant reliées mécaniquement entre elles, en étant isolée électriquement.9. Inductor according to the preceding claim, characterized in that each conductor (A, B) comprises a first branch (Ai, B1) and a second branch (A2, B2) connected to a common end (A21, B21); the free ends (Al L, B1L) of each first branch (Ai, B1) being fixed to each other by surrounding the magnetic body (1) and ensuring the electrical continuity between the two conductors (A and B), and in that the second branches (A2, B2) of each conductor (A, B) are superimposed over at least their entire length by being electrically insulated from one another and pass through the magnetic body (1) at its center; their ends protruding from the magnetic body (1) being mechanically connected to each other, being electrically isolated.

10.Inductance selon la revendication précédente, caractérisée en ce que les première et deuxième branches (Ai, B1 et A2, B2) de chaque conducteur (A, B) s'étendent parallèlement entre elles à partir de leur extrémité commune (A21, B21).10.Inductance according to the preceding claim, characterized in that the first and second branches (Ai, B1 and A2, B2) of each conductor (A, B) extend parallel to each other from their common end (A21, B21 ).

11. Inductance selon la revendication précédente, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre des premiers moyens de liaison mécanique et électrique (30) agencés entre les extrémités libre (Al L, B1L) des premières branches (Ai, B1) et des deuxième (34) et troisième moyens (33) de liaison mécanique agencés entre les extrémités respectives des deuxième branches (A2, B2) ; lesdits deuxième et troisièmes moyens (34, 33) étant aptes à relier mécaniquement et électriquement les extrémités des deuxièmes branches (A2, B2) à un circuit imprimé (PCB), et sont en outre agencés pour réaliser une continuité électrique entre chaque deuxième branche (A2, B2) de manière à assurer une double circulation du courant électrique au travers du corps magnétique (1).11. Inductor according to the preceding claim, characterized in that it further comprises first mechanical and electrical connection means (30) arranged between the free ends (Al L, B1L) of the first branches (Ai, B1) and second (34) and third means (33) of mechanical connection arranged between the respective ends of the second branches (A2, B2); said second and third means (34, 33) being able to mechanically and electrically connect the ends of the second branches (A2, B2) to a printed circuit (PCB), and are further arranged to provide electrical continuity between each second branch ( A2, B2) so as to ensure a double flow of electric current through the magnetic body (1).

12. Inductance selon la revendication précédente, caractérisée en ce que chaque deuxième et troisième moyen (34, 33) comporte une vis (24, 23) traversant chacune des extrémités des deuxièmes branches (A2, B2) en étant alternativement en contact mécanique et électrique avec une (B2) des deuxièmes branches (B1, B2) et isolée de l'autre deuxième branche (A2).12. Inductor according to the preceding claim, characterized in that each second and third means (34, 33) comprises a screw (24, 23) passing through each end of the second branches (A2, B2) alternately in mechanical and electrical contact. with one (B2) of the second branches (B1, B2) and isolated from the other second branch (A2).

13. Inductance selon la revendication précédente, caractérisée en ce que les deuxième et troisième moyens de fixation (34, 33) sont aptes à fixer l'inductance sur un circuit imprimé (PCB).13. Inductor according to the preceding claim, characterized in that the second and third fixing means (34, 33) are capable of fixing the inductance on a printed circuit (PCB).

14. Inductance selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte plusieurs corps magnétiques adjacents ; la dimension des 30 conducteurs étant adaptée en fonction du nombre de corps magnétiques.14. Inductor according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises several adjacent magnetic bodies; the size of the conductors being adapted according to the number of magnetic bodies.

15. Inductance selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le corps magnétique (1 ; 7) est un tore cylindrique de section rectangulaire. 3515. Inductor according to one of the preceding claims, characterized in that the magnetic body (1; 7) is a cylindrical torus of rectangular section. 35

16. Inductance selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce la spire a une forme générale rectangulaire.16. Inductor according to one of the preceding claims, characterized in that the coil has a generally rectangular shape.

17. Circuit électrique comprenant une inductance selon l'une des revendications précédentes.5Electrical circuit comprising an inductor according to one of the preceding claims.