FR3140224A1 - Module de puissance - Google Patents

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electrical
power module
upper face
switches
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Laurent Massol
Jean Michel MORELLE
Didier Canitrot
Ky Lim Tan
Xavier de Frutos
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Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
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Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
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Abstract

La présente invention concerne un module de puissance (300) comprenant : Un premier connecteur électrique (106B) en métal, destiné à être connecté à une borne positive d’une alimentation électrique, par exemple continue ; un deuxième connecteur électrique (108B) en métal, destiné à être connecté à une borne négative de ladite alimentation électrique ;un isolant électrique (304) ;des interrupteurs commandables à semi-conducteur de côté haut (HS) montés sur une face supérieure du premier connecteur électrique (106B), lesdits interrupteurs commandables à semi-conducteur de côté haut étant munis d’une première électrode principale, d’une deuxième électrode principale et d’une électrode de commande  ; le module de puissance étant caractérisé en ce qu’une portion d’une face supérieure du premier connecteur électrique (106B) et une portion de la face inférieure du deuxième connecteur électrique (108B), directement en regard de la portion du premier connecteur électrique (106B), sont isolées par ledit isolant électrique, et en ce qu’au moins une partie (305) du deuxième connecteur électrique (108B) s’étend horizontalement entre deux interrupteurs de côté haut (HS). Figure de l’abrégé : Figure 5

Description

Module de puissance
La présente invention concerne le domaine des modules de puissance. Elle concerne plus précisément les équipements électriques tels que les onduleurs, les chargeurs embarqués, les convertisseurs DC-DC munis de modules de puissance et associés à une machine électrique, par exemple un moteur de véhicule électrique ou hybride.
 ETAT DE LA TECHNIQUE
Dans le cas des équipements électriques tels que des onduleurs, des chargeurs embarqués ou des convertisseurs DC-DC, il est connu de relier une source de tension, par exemple une source de tension continue à une machine électrique, par exemple une machine électrique tournante, par le biais de modules de puissance, dont le rôle est de commander en toute sécurité la nature et la quantité d’énergie électrique transférées de la source d’énergie vers la machine électrique et vice-versa.
Par « module électronique de puissance », on entend un ensemble comprenant des composants par lesquels passe de l’énergie alimentant la machine électrique, notamment destinés à transformer le courant continu en courants alternatifs ou vice-versa. Ces composants peuvent comprendre des interrupteurs électroniques, tels que par exemple des transistors semi-conducteurs, agencés en circuit électrique pour permettre un passage commandé d’énergie électrique entre une batterie d’alimentation et la machine électrique. En particulier, les composants sont des puces semi-conductrices nues pour lesquelles on réalise une encapsulation. Autrement dit, un module électronique de puissance est un ensemble comprenant une pluralité de puces semi-conductrices formant un circuit électrique encapsulées dans un même boîtier.
Au sein d’un module de puissance, il est connu d’utiliser des connecteurs électriques, ou « leadframes » pour l’homme du métier, consistant généralement en des conducteurs électriques plats, formés le plus souvent à partir de cuivre, que l’on associe à des interrupteurs commandables à semi-conducteurs, comme des interrupteurs à transistor tel qu’un transistor à effet de champ à grille métal-oxyde (de l’anglais « Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor » également désigné par l’acronyme MOSFET) ou bien un transistor à effet de champ à grille métal-oxyde avec un substrat silicium (de l’anglais « Silicon Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor » également désigné par l’acronyme Si MOSFET) ou bien un transistor à effet de champ à grille métal-oxyde avec un substrat au carbure de silicium (de l’anglais « Silicon Carbide Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor » également désigné par l’acronyme SiC MOSFET) ou bien un transistor bipolaire à grille isolée (de l’anglais « Insulated Gate Bipolar Transistor » également désigné par l’acronyme IGBT) ou bien un transistor à effet de champ au nitrure de gallium (de l’anglais « Gallium Nitride Field Effect Transistor » également désigné par l’acronyme GaN FET.
De tels semi-conducteurs sont assemblés et pilotés ensemble de façon synchronisée pour réduire les pertes par commutation au sein du module de puissance. Néanmoins, l’architecture globale actuelle des modules de puissance connus présente des limites, que cela soit du point de vue du rendement énergétique, de l’encombrement du module, ou bien de la souplesse du pilotage des semi-conducteurs d’un tel module.
L’invention proposée vise à résoudre les inconvénients de la technique en proposant une architecture de module de puissance limitant les pertes énergétiques par commutation et par conduction, favorisant le pilotage des semi-conducteurs et présentant une meilleure compacité.
 PRESENTATION DE L’INVENTION
Plus précisément, l’invention a pour objet un module de puissance comprenant :
  • Un premier connecteur électrique en métal, destiné à être connecté à une borne positive d’une alimentation électrique, par exemple continue ;
  • un deuxième connecteur électrique en métal, destiné à être connecté à une borne négative de ladite alimentation électrique ;
  • un isolant électrique ;
  • des interrupteurs commandables à semi-conducteur de côté haut montés sur une face supérieure du premier connecteur électrique lesdits interrupteurs commandables à semi-conducteur de côté haut étant munis d’une première électrode principale, d’une deuxième électrode principale et d’une électrode de commande ;
le module de puissance étant caractérisé en ce qu’une portion d’une face supérieure du premier connecteur électrique et une portion de la face inférieure du deuxième connecteur électrique, directement en regard de la portion du premier connecteur électrique, sont isolées par ledit isolant électrique, et en ce qu’au moins une partie du deuxième connecteur électrique s’étend horizontalement entre deux interrupteurs de côté haut.
Une telle superposition des premier et deuxième connecteurs électriques permet de réduire les inductances parasites générées par les courants électriques circulant en sens opposé dans le premier connecteur électrique et dans le deuxième connecteur électrique ce qui améliore le rendement énergétique du module de puissance. En outre, une telle architecture présente un encombrement réduit du module de puissance.
Par le vocable « directement » on entend le fait que l’isolant électrique est au contact du premier connecteur électrique en l’absence de tout élément intermédiaire entre ledit premier connecteur électrique et ledit isolant. De la même manière, le deuxième connecteur électrique est au contact de l’isolant en l’absence de tout élément intermédiaire entre ledit isolant et ledit deuxième connecteur électrique. La direction horizontale correspond à une direction parallèle aux faces supérieures du premier, deuxième et troisième connecteurs électriques et orientée du premier connecteur électrique vers le troisième connecteur électrique.
Le module de puissance selon l’invention peut en outre comporter une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles suivantes, prises isolément ou bien selon n’importe quelle combinaison techniquement possible.
Selon une première caractéristique, le module de puissance comprend en outre un troisième connecteur électrique en métal, destiné à être connecté à une phase d’une machine électrique.
Selon une autre caractéristique, l’isolant électrique est fixé à la portion de la face supérieure du premier connecteur électrique et à la portion de la face inférieure du deuxième connecteur électrique.
Selon un autre caractéristique, la machine électrique est une machine électrique tournante ayant une fonction de moteur électrique.
Selon une autre caractéristique, le troisième connecteur électrique et le premier conducteur électrique sont obtenu par découpe d’une même plaque métallique.
Selon une autre caractéristique, la portion de la face inférieure du deuxième connecteur électrique comprend une face inférieure de ladite partie du deuxième connecteur électrique.
Selon une autre caractéristique, les interrupteurs commandables à semi-conducteur de côté haut sont connectés en parallèle.
Selon une autre caractéristique, les interrupteurs commandables à semi-conducteur de côté haut sont de type FET (de l’anglais « Field-Effect Transistor ») ou de type IGBT (de l’anglais « Insulated-Gate Bipolar Transistor »).
Selon une autre caractéristique, les transistors de type FET sont des MOSFETs ou des MOSFETs avec substrat en silicium (Si-MOSFET) ou en carbure de silicium (SiC-MOSFET) ou sont des transistors FET en nitrure de gallium (GaN-FET).
Selon une autre caractéristique, les interrupteurs commandables à semi-conducteur de côté haut sont connectés électriquement en parallèle entre le premier connecteur électrique et le troisième connecteur électrique.
Selon une autre caractéristique, les interrupteurs commandables à semi-conducteur de côté haut présentent chacun une face inférieure munie de ladite première électrode principale, ladite première électrode principale étant connectée électriquement au premier connecteur électrique et une face supérieure munie de ladite deuxième électrode principale et de ladite électrode de commande.
Selon une autre caractéristique, le module de puissance comprend en outre des interrupteurs commandables à semi-conducteur de côté bas montés sur une face supérieure du troisième connecteur électrique ;
Selon une première caractéristique, les interrupteurs commandables à semi-conducteur de côté bas sont connectés en parallèle.
Selon une autre caractéristique, les interrupteurs commandables à semi-conducteur de côté bas sont de type FET (de l’anglais « Field-Effect Transistor ») ou de type IGBT (de l’anglais « Insulated-Gate Bipolar Transistor »).
Selon une autre caractéristique, les transistors de type FET sont des MOSFETs ou des MOSFETs avec substrat en silicium (Si-MOSFET) ou en carbure de silicium (SiC-MOSFET) ou sont des transistors FET en nitrure de gallium (GaN-FET).
Selon une autre caractéristique, les interrupteurs commandables à semi-conducteur de côté bas sont connectés électriquement en parallèle entre le deuxième connecteur électrique et le troisième connecteur électrique.
Selon une autre caractéristique, le module de puissance comprend en outre des interrupteurs commandables à semi-conducteur de côté bas présentant chacun une face inférieure munie d’une première électrode principale connectée au troisième connecteur électrique et une face supérieure munie d’une deuxième électrode principale et d’une électrode de commande ;
Selon une autre caractéristique, le module de puissance comprend en outre une pluralité de barrettes conductrices électriques de côté haut, chaque deuxième électrode principale de chaque interrupteur de côté haut étant connectée électriquement à une barrette conductrice de côté haut, chaque barrette de côté haut de la pluralité de barrettes de côté haut comprenant une patte fixée contre une face supérieure du troisième connecteur électrique pour connecter électriquement la barrette conductrice de côté haut au troisième connecteur électrique ;
Selon une autre caractéristique, le module de puissance comprend en outre une pluralité de barrettes conductrices électriques de côté bas, chaque deuxième électrode principale de chaque interrupteur de côté bas étant connectée électriquement à une barrette conductrice de côté bas, chaque barrette de côté bas de la pluralité de barrettes de côté bas comprenant une patte fixée contre une face supérieure du deuxième connecteur électrique pour connecter électriquement la barrette conductrice de côté bas au deuxième connecteur électrique.
Selon une autre caractéristique, au moins une patte fixée contre une face supérieure du deuxième connecteur électrique d’une barrette conductrice électrique de côté bas est fixée contre la face supérieure de ladite partie du deuxième connecteur électrique, ladite barrette conductrice de côté bas étant disposée entre deux barrettes de côté haut.
Selon une autre caractéristique, le module de puissance comprend en outre un substrat isolant électrique dont une première face est positionnée et/ou fixée contre la face supérieure du deuxième connecteur électrique et dont une deuxième face, opposée à la première face porte une piste de commande de côté haut, ladite piste de commande de côté haut étant connectée aux électrodes de commande des interrupteurs de côté haut, de préférence par au moins un conducteur électrique souple tel qu’un fil.
Selon une autre caractéristique, la piste de commande de côté haut s’étend au moins partiellement le long de ladite partie du deuxième connecteur électrique.
Selon une autre caractéristique, la face supérieure des interrupteurs commandables à semi-conducteur de côté haut est également munie d’une électrode auxiliaire de côté haut et en ce que le substrat isolant électrique porte également une piste d’électrode auxiliaire de côté haut connectée auxdites électrodes auxiliaires de côté haut, de préférence par un fil conducteur souple tel qu’un fil.
Selon une autre caractéristique, la piste d’électrode auxiliaire de côté haut s’étend au moins partiellement le long de ladite partie du deuxième connecteur électrique.
Selon une autre caractéristique, une portion de la première face du substrat isolant électrique est positionnée et/ou fixée contre la face supérieure de ladite au moins une partie du deuxième connecteur électrique de sorte que la piste de commande de côté haut et/ou la piste d’électrode auxiliaire de côté haut s’étendent au moins partiellement le long de ladite partie du deuxième connecteur électrique.
Selon une autre caractéristique, au moins certains des interrupteurs de côté haut sont répartis en deux alignements d’interrupteurs parallèles l’un à l’autre, ladite partie du deuxième connecteur électrique s’étendant horizontalement entre lesdits deux alignements d’interrupteurs.
Selon une autre caractéristique, le deuxième connecteur électrique présente une forme générale sensiblement symétrique par rapport à un axe de symétrie.
Selon une autre caractéristique, la portion de la face supérieure du premier connecteur électrique et la portion de la face inférieure du deuxième connecteur électrique sont planes.
Selon une autre caractéristique le premier connecteur électrique et le deuxième connecteur électrique sont des plaques métalliques planes.
Selon une autre caractéristique, le premier connecteur électrique, le deuxième connecteur électrique et le troisième connecteur électrique sont au moins partiellement surmoulés par un surmoulage isolant électrique.
Selon une autre caractéristique, l’isolant électrique isolant la portion de la face supérieure du premier connecteur électrique et la face inférieure du deuxième connecteur électrique est formé par une portion du surmoulage isolant électrique.
Selon une autre caractéristique, le premier connecteur électrique, l’isolant électrique et le deuxième connecteur électrique comprennent des trous débouchants coaxiaux, l’intérieur et de préférence les bords des trous débouchants du premier et du deuxième connecteurs électriques étant recouvert d’un isolant électrique.
Selon une autre caractéristique, le premier connecteur électrique, l’isolant électrique et le deuxième connecteur électrique comprennent des trous débouchants coaxiaux, un diamètre des trous des premier et deuxième connecteurs électriques étant supérieur à un diamètre des trous de l’isolant électrique.
Selon une autre caractéristique, une portion du surmoulage isolant électrique remplit les trous du premier connecteur électrique, les trous de l’isolant électrique, et les trous du deuxième connecteur électrique.
Selon une autre caractéristique, la face supérieure du premier connecteur électrique et la face supérieure du troisième connecteur électrique sont coplanaires.
Selon un autre aspect de l’invention, celle-ci a trait à un équipement électrique tel qu’un onduleur, un chargeur embarqué ou un convertisseur DC-DC, caractérisé en ce qu’il comprend un module de puissance tel que prédéfini.
Selon un autre aspect de l’invention, celle-ci a trait à un engin de mobilité comprenant un équipement électrique tel que prédéfini.
Un engin de mobilité est par exemple un véhicule terrestre à moteur, un aéronef ou un drone.
Un véhicule terrestre à moteur est par exemple un véhicule automobile, une moto, un vélo motorisé ou un fauteuil roulant motorisé.
Selon un autre aspect de l’invention, celle-ci a trait à un procédé de réalisation d’un module de puissance tel que prédéfini, le procédé comprenant :
  • l’obtention d’un premier connecteur électrique configuré pour être connecté à une borne positive d’une alimentation électrique ;
  • l’obtention d’une pluralité d’interrupteurs commandables à semi-conducteur de côté haut, lesdits interrupteurs commandables à semi-conducteur de côté haut étant munis d’une première électrode principale, d’une deuxième électrode principale et d’une électrode de commande ;
  • une opération de montage sur une face supérieure du premier connecteur électrique de la pluralité d’interrupteurs commandables à semi-conducteurs de côté haut ;
  • le positionnement et/ou la fixation d’un isolant électrique sur une face supérieure du premier connecteur électrique ;
  • l’obtention d’un deuxième connecteur électrique en métal configuré pour être connecté à une borne négative de ladite alimentation électrique et configuré pour qu’au moins une partie du deuxième connecteur électrique s’étende horizontalement entre deux interrupteur de côté haut lorsqu’une portion de la face inférieure du deuxième connecteur électrique est positionnée et/ou fixée directement en regard d’une portion de la face supérieure du premier conducteur électrique ;
  • le positionnement et/ou la fixation directement en regard de ladite portion de la face supérieure du premier connecteur électrique de ladite portion de la face inférieure du deuxième connecteur électrique de sorte que l’isolant électrique isole électriquement la première portion de la face supérieure du premier connecteur électrique et la deuxième portion de la face inférieure du deuxième connecteur électrique.
L’obtention du premier conducteur électrique peut en outre comprendre une découpe, dans une même plaque métallique, du premier connecteur électrique et d’un troisième connecteur électrique configuré pour être connecté à une phase d’une machine électrique.
 PRESENTATION DES FIGURES
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple, et se référant aux dessins annexés donnés à titre d’exemples non limitatifs, dans lesquels des références identiques sont données à des objets semblables et sur lesquels :
la représente schématiquement un système électrique comportant un convertisseur de tension mettant en œuvre l’invention dans un mode de réalisation de l’invention
La est une représentation schématique d’une vue en trois dimensions, de dessus, d’un interrupteur commandable à semi-conducteur ;
La est une représentation schématique d’une vue en trois dimensions, de dessous, de l’interrupteur commandable à semi-conducteur de la ;
La est une vue en trois dimensions, de dessus, d’un module de puissance selon l’invention ;
La est une vue de dessus en deux dimensions de la ;
La illustre les étapes successives d’un procédé de fabrication d’un module de puissance, selon un mode de réalisation de l’invention.
Il faut noter que les figures exposent l’invention de manière détaillée pour permettre de mettre en œuvre l’invention ; bien que non limitatives, lesdites figures servent notamment à mieux définir l’invention le cas échéant.
 DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION
En référence à la , un système électrique 1000 mettant en œuvre l’invention dans un premier mode de réalisation de l’invention va à présent être décrit.
Le système électrique 1000 est par exemple destiné à être implanté dans un engin de mobilité tel qu’un véhicule automobile.
Le système électrique 1000 comporte tout d’abord une source d’alimentation électrique 1020 conçue pour délivrer une tension continue U, par exemple comprise entre 800 V et 1000 V, par exemple 850 V.
La source d’alimentation électrique 1020 est donc une source de tension continue. Cette source d’alimentation électrique comporte par exemple une batterie.
Le système électrique 1000 comporte en outre une machine électrique 1300 comportant plusieurs phases (non représentées) destinées à présenter des tensions de phase respectives.
Le système électrique 1000 comporte en outre un convertisseur de tension 1004 connecté entre la source d’alimentation électrique 1020 et la machine électrique 1300 pour effectuer une conversion entre la tension continue U et les tensions de phase.
Le convertisseur de tension 1004 comporte tout d’abord une barre omnibus positive 106 et une barre omnibus négative 108 destinées à être connectées à la source d’alimentation électrique 1020 pour recevoir la tension continue U, la barre omnibus positive 106 recevant un potentiel électrique haut et la barre omnibus négative 108 recevant un potentiel électrique bas.
Le convertisseur de tension 1004 comporte en outre au moins un module électrique 300. Ce module électrique 300 est un module de puissance. Le module de puissance 300 comporte une barre omnibus de phase destinée à être respectivement connectée à une phase de la machine électrique 1300.
Dans l’exemple décrit, le convertisseur de tension 1004 comporte trois modules de puissance 300 comportant chacun une barre omnibus de phase 303 connectée à une phase de la machine électrique 1300.
Plus précisément, dans l’exemple décrit, la machine électrique 1300 comporte un système triphasé comportant trois phases. Les barres omnibus de phase 303 des trois modules de puissance 300 sont respectivement connectées aux trois phases du système triphasé.
Chaque module de puissance 300 comporte, pour chaque barre omnibus de phase 303, un premier composant électrique (ici un interrupteur de côté haut 112) connecté entre la barre omnibus positive 106 et la barre omnibus de phase 303 et un deuxième composant électrique (ici un interrupteur de côté bas 114), connecté entre la barre omnibus de phase 303 et la barre omnibus négative 108. Ainsi, les interrupteurs 112, 114 sont agencés de manière à former un bras de commutation, dans lequel la barre omnibus de phase 303 forme un point milieu.
Chaque interrupteur 112, 114 comporte des première et deuxième bornes principales 116, 118 et une borne de commande 120 destinée à sélectivement ouvrir et fermer l’interrupteur 112, 114 entre ses deux bornes principales 116, 118 en fonction d’un signal de commande qui lui est appliqué.
Il sera apprécié que la barre omnibus positive 106, la barre omnibus négative 108 et les barres omnibus de phase 303 sont de préférence planes, formées par exemple à partir d’un matériau électriquement conducteur, tel que du cuivre, et présentent de préférence une épaisseur comprise entre 0.3 mm et 1,5 mm, de préférence inférieure à 1.2 mm.
Par ailleurs, dans l’exemple décrit, la barre omnibus positive 106 comporte tout d’abord une barre omnibus commune positive 106A reliant les modules de puissance 300 et, dans chaque module de puissance 300, une barre omnibus locale positive 106B connectée à la barre omnibus commune positive 106A. De manière similaire, la barre omnibus négative 108 comporte une barre omnibus commune négative 108A reliant les modules de puissance 300 et, dans chaque module de puissance 300, une barre omnibus locale négative 108B connectée à la barre omnibus commune négative 108A. Les connexions sont représentées sur la par des losanges.
En outre, dans l’exemple décrit, la barre omnibus commune positive 106A et la barre omnibus commune négative 108A sont chacune formée d’une seule pièce conductrice.
En outre, dans l’exemple décrit, la machine électrique 1300 est une machine électrique tournante ayant une fonction de moteur électrique destiné à entraîner des roues du véhicule automobile par l’intermédiaire de son axe de sortie. Ainsi, en fonctionnement comme alternateur, la machine électrique 1300 fournit de l’énergie électrique en direction de la source d’alimentation électrique 1020 à partir de la rotation de l’axe de sortie. Le convertisseur de tension 1004 fonctionne alors comme redresseur. En fonctionnement comme moteur électrique, la machine électrique entraîne l’arbre de sortie. Le convertisseur de tension 1004 fonctionne alors comme onduleur.
Les interrupteurs 112, 114 sont de préférence réalisés au moyen d’un ou plusieurs transistors 100 connectés en parallèle. Les transistors sont par exemple des transistors à effet de champ à structure métal-oxyde-semiconducteur (de l’anglais « Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor » ou MOSFET) ) ou bien un transistor à effet de champ à grille métal-oxyde avec un substrat silicium (de l’anglais « Silicon Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor » également désigné par l’acronyme Si MOSFET) ou bien un transistor à effet de champ à grille métal-oxyde avec un substrat au carbure de silicium (de l’anglais « Silicon Carbide Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor » également désigné par l’acronyme SiC MOSFET) présentant une grille formant la borne de commande 120, et un drain et une source formant respectivement les bornes principales 116, 118. Alternativement, les interrupteurs 112, 114 pourraient être des transistors bipolaires à grille isolée (de l’anglais « Insulated Gate Bipolar Transistor » ou IGBT) ou des transistors à effet de champ en nitrure de gallium (de l’anglais « Field Effect Transistors »).
En référence à la et à la , un exemple de transistor à semi-conducteur 100 va à présent être décrit.
Le transistor 100 est dans l’exemple décrit un MOSFETqui comprend des première et deuxième électrodes principales pour respectivement l’entrée et la sortie de courant de puissance. Lorsque plusieurs transistor 100 sont connectés en parallèles, toutes les premières électrodes principales sont connectées ensemble de même que toutes les deuxièmes électrodes principales. Les premières électrodes principales forment la première borne principale de l’interrupteur 112, 114 et les deuxièmes électrodes principales forment la deuxième borne principale de l’interrupteur 112, 114.
Le transistor 100 comprend en outre une électrode de commande correspondant à la borne de commande de l’interrupteur 112,114. L’électrode de commande est par exemple référencée par rapport à la deuxième électrode principale de sortie de courant de puissance. L’électrode de commande est conçue pour définir l’état du transistor 100, en particulier ouvert pour laisser le courant de puissance passer entre les électrodes principales, ou bien fermé pour empêcher le courant de puissance de passer entre les électrodes principales.
Dans le cas d’un MOSFET et d’un GaN FET, les première et deuxième électrodes principales sont appelées respectivement drain et source, tandis que l’électrode de commande est appelée grille.
Dans le cas d’un IGBT, les première et deuxième électrodes principales sont appelées respectivement collecteur et émetteur, tandis que l’électrode de commande est appelée grille.
Le transistor 100 peut en outre comprendre une électrode auxiliaire, appelée source Kelvin, connectée à la deuxième électrode pour être au même potentiel. Cette électrode auxiliaire peut ainsi être utilisée à la place de la deuxième électrode principale par exemple pour commander au plus près le transistor 100. Dans certains modes de réalisation, la deuxième électrode principale et l’électrode auxiliaire peuvent être formées par une seule électrode sur le transistor 100.
Par la suite, les transistors décrits sont supposés être des MOSFET, et la terminologie correspondante pour les électrodes sera utilisée. Elle sera aisément adaptée par la personne du métier aux autres types d’interrupteurs.
En référence à la , le transistor 100 est un composant plat présentant une face supérieure 102 munie de la source S, de la source Kelvin SK et de la grille G.
En référence à la , le transistor 100 présente une face inférieure 202 munie du drain D (qui recouvre l’ensemble de la face inférieure 202 dans l’exemple illustré).
En référence aux figures 4 et 5 est illustré un module de puissance selon un premier mode de réalisation de l’invention. Le module de puissance 300 est de préférence configuré pour être fixé sur un dissipateur de chaleur (non représenté).
Comme décrit précédemment en lien avec la , le module de puissance comprend un premier connecteur électrique ou barre omnibus locale positive 106B, un deuxième connecteur électrique ou barre omnibus locale négative 108B et un troisième connecteur électrique ou barre omnibus de phase 303.
Dans l’exemple décrit ici, le troisième connecteur électrique 303 et le premier conducteur électrique 106B sont obtenu par découpe d’une même plaque métallique et le deuxième connecteur électrique 108B se présente également sous la forme d’une plaque métallique plane.
Le module de puissance 300 comprend également un isolant électrique 304. L’isolant électrique 304 est par exemple formé à partir d’une céramique avec une forte rigidité diélectrique (de l’anglais « dielectric strength ») supérieure à 8kV/mm, de préférence supérieure à 15kV/mm, de façon à avoir une céramique la plus fine possible. La céramique peut être de façon optionnelle métallisée sur ses deux faces. Dans ce dernier cas, la céramique peut être brasée avec un alliage d'étain ou frittée avec une pâte d'argent sur le premier connecteur électrique 106B et sur le deuxième connecteur électrique 108B. En variante, l’isolant électrique 304 peut également être formé d’au moins une feuille métallique, par exemple en cuivre ou en aluminium, placée entre deux feuilles de diélectrique par exemple en résine, lesdites feuilles étant laminée pour former l’isolant électrique 304 qui est ensuite fixé au premier et au deuxième connecteur électrique par exemple par thermo-pressage. Dans encore une autre variante, les feuilles de diélectrique peuvent être remplacée par une couche polymère thermodurcissable. L’isolant électrique peut également être une résine, par exemple une résine époxy comprenant par exemple de la silice.
L’isolant électrique 304 recouvre directement une portion de la face supérieure du premier connecteur électrique 106B. En outre, une portion de la face inférieure du deuxième connecteur électrique 108B directement en regard de la portion de la face supérieure du premier connecteur électrique 106B recouvre directement l’isolant 304. En d’autres termes, la portion de la face supérieure du premier connecteur électrique 106B et la portion de la face inférieure du deuxième connecteur électrique sont isolées par l’isolant électrique 304.
En outre, dans l’exemple décrit ici, l’isolant électrique 304 est fixé à la portion de la face supérieure du premier connecteur électrique 106B et à la portion de la face inférieure du deuxième connecteur électrique 108B.
Le module de puissance 300 comprend en outre des interrupteurs commandables à semi-conducteur HS, LS qui sont dans l’exemple décrit des MOSFETssimilaire à celui décrit en référence à la et à la . Parmi les interrupteurs commandables HS, LS :
  • des interrupteurs de côté haut HS sont disposés en parallèles pour réaliser l’interrupteur 112. En d’autres termes, pour ces interrupteurs de côté haut HS, les premières électrodes principales D sont connectées entre elles et les deuxièmes électrodes principales sont également connectées entre elles. En outre, la face inférieure 202 de ces interrupteurs de côté haut est fixée contre le premier connecteur électrique 106B, pour connecter électriquement leur première électrode principale D au premier connecteur électrique 106B. ;
  • des interrupteurs de côté bas LS sont disposés en parallèles pour réaliser l’interrupteur 114. En d’autres termes, pour ces interrupteurs de côté bas LS, les premières électrodes principales D sont connectées entre elles et les deuxièmes électrodes principales sont également connectées entre elles, avec leur face inférieure 202 fixée contre le troisième connecteur électrique 303, pour connecter électriquement leur première électrode principale D au troisième connecteur électrique 303.
Le module de puissance 300 comprend en outre une pluralité de barrettes conductrices électriques de côté haut 306 fixée contre les faces supérieures 102 des interrupteurs de côté haut HS pour être connectées électriquement aux deuxièmes électrodes principales S des interrupteurs de côté haut HS, chaque barrette de côté haut 306 de la pluralité de barrette de côté haut 306 comprenant une patte 315 fixée contre la face supérieure du troisième connecteur électrique 303 pour connecter électriquement la barrette conductrice de côté haut 306 au troisième connecteur électrique 303.
Les barrettes conductrices électriques de côté haut 306 sont par exemple formées à partir de bandes de cuivre ou de ruban d’aluminium. Chacune de ces bandes de cuivre ou d’aluminium est connectée électriquement au troisième connecteur électrique 303 et au moins à une deuxième électrode d’un interrupteur de côté haut par frittage au moyen d’une pâte d’argent ou par brasage au moyen d’un alliage d’étain ayant une fiabilité élevée par rapport à des tests de cyclage en puissance. Dans un mode de réalisation préféré de l’invention, les barrettes de côté haut 306 connectent au moins deux faces supérieures 102 de respectivement deux interrupteurs de côté haut HS ce qui permet d’optimiser l’encombrement spatial du module de puissance.
Le module de puissance 300 comprend en outre une pluralité de barrettes conductrices électriques de côté bas 307 fixées contre les faces supérieures 102 des interrupteurs de côté bas LS pour être connectées électriquement aux deuxièmes électrodes principales S des interrupteurs de côté bas 307, chaque barrette de côté bas 307 de la pluralité de barrettes conductrices électriques de côté bas 307 comprenant une patte 308 fixée contre la face supérieure du deuxième connecteur 108B pour connecter électriquement la barrette conductrice de côté bas 307 au deuxième connecteur 108B.
Les barrettes conductrices électriques de côté bas 307 sont par exemple formées à partir de bandes de cuivre ou de ruban d’aluminium. Chacune de ces bandes de cuivre ou d’aluminium est connectée électriquement au deuxième connecteur électrique 108B et au moins à une deuxième électrode d’un interrupteur de côté bas par frittage au moyen d’une pâte d’argent ou par brasage au moyen d’un alliage d’étain ayant une fiabilité élevée par rapport à des tests de cyclage en puissance. Dans un mode de réalisation préféré de l’invention, les barrettes de côté bas 307 connectent au moins deux faces supérieures 102 de respectivement deux interrupteurs de côté bas HS ce qui permet d’optimiser l’encombrement spatial du module de puissance.
Le deuxième connecteur électrique 108B comprend au moins une partie 305, dans l’exemple décrit deux, s’étendant spatialement entre deux interrupteurs de côté haut HS.
Dans l’exemple décrit ici les interrupteurs de côté haut HS sont répartis en quatre alignements d’interrupteurs parallèles l’un à l’autre, chacune des partie 305 du deuxième connecteur électrique 108B s’étendant horizontalement entre deux de ces alignements d’interrupteurs.
En outre la face inférieure de chacune des parties 305 du deuxième connecteur électrique 108B est comprise dans la portion de la face inférieure du deuxième connecteur électrique 108B directement en regard et isolée par l’isolant 304 de la portion de la face supérieure du premier connecteur électrique 106B.
Les pattes 308 des barrettes conductrices électriques de côté bas 307 sont alors fixées sur le deuxième connecteur électrique 108B sur des extrémités de ces parties 305.
En particulier, au moins une patte 308 d’une barrette conductrice électrique de côté bas 307 est fixée contre la face supérieure de la partie 305 du deuxième connecteur électrique 108B, cette barrette conductrice de côté bas 307 étant disposée entre deux barrettes de côté haut 306. Ainsi, des courants électriques circulent localement dans ces deux barrettes conductrices de côte haut 306 dans des directions opposées au courant électrique circulant au sein de la barrette conductrice de côté bas 307, ce qui favorise la réduction des inductances parasites.
De préférence, le deuxième connecteur électrique 108B présente une forme générale sensiblement symétrique par rapport à un axe de symétrie A. En outre, lorsque ce deuxième connecteur électrique 108B est plan, l’axe de symétrie est dans ce plan.
Le premier connecteur électrique 106B, le deuxième connecteur électrique 108B et l’isolant 304 comprennent des trous 309 débouchants. Les trous 309 du premier connecteur électrique sont coaxiaux avec les trous 309 de l’isolant 304. Les trous 309 du deuxième connecteur électrique sont coaxiaux avec les trous 309 de l’isolant électrique 304.
Dans le mode de réalisation présenté ici, l’intérieur et de façon optionnelle les bords des trous débouchants 309 du premier et du deuxième connecteurs électriques sont recouverts d’un isolant électrique. En variante, le diamètre des trous 309 des premier et deuxième connecteurs électriques est supérieur au diamètre des trous 309 de l’isolant électrique 304. Ainsi, quelle que soit la variante choisie, Il n’y a pas de contact électrique entre le premier et le deuxième connecteur électrique au niveau des trous débouchant.
Le module de puissance 300 comprend un surmoulage isolant électrique (non représenté) surmoulant ensemble une partie des connecteurs électriques 106B, 108B, 303 et de l’isolant électrique 304. En variante, l’isolant électrique 304 peut être formé par une partie du surmoulage isolant électrique.
Le surmoulage remplit les perçages 309 du premier connecteur électrique 106B, les perçages 309 de l’isolant électrique 304, et les perçages 309 du deuxième connecteur électrique 108B. Ainsi, grâce au trou débouchant 309, l’adhérence du premier connecteur électrique et du deuxième connecteur électrique au surmoulage isolant électrique est renforcé.
Le surmoulage est par exemple formé à partir d’un matériau thermodurcissable, par exemple à partir de résine époxy contenant des éléments, de préférence sphériques, de silice représentant par exemple en masse entre 80 et 90% de l’ensemble époxy/silice.
Pour commander les interrupteurs de côté haut HS, le module de puissance 300 comporte en outre une piste de commande de côté haut PGHSet une piste d’électrode auxiliaire de côté haut dite piste de source Kelvin de côté haut PSKHS, portées par un substrat 310 isolant électrique dont une première face est fixée contre la face supérieure du deuxième connecteur électrique et dont une deuxième face, opposée à la première face porte les deux pistes de côté haut PGHS, PSKHS. Les deux pistes de côté haut PGHS, PSKHSsont par exemple brasées (par exemple par brasage au métal actif (de l’anglais « Active Metal Brazing », également désigné par le sigle AMB) ou bien frittées, ou bien collées, ou bien fixées par un processus d’oxydation à haute température sur ladite face supérieure du substrat isolant électrique 310. La piste de commande de côté haut PGHSest connectée aux électrodes de commandes G des interrupteurs de côté haut HS, de préférence par au moins un conducteur électrique souple tel qu’un fil. En outre, les sources Kelvin des interrupteurs de côté haut HS sont connectées à la piste de source Kelvin de côté haut PSKHSpar au moins un conducteur électrique souple tel qu’un fil.
En variante, des composants discrets tel que des résistances peuvent être rapportés sur la deuxième face du substrat 310 pour améliorer le pilotage des interrupteurs de côté haut HS. Par exemple, pour chaque interrupteur de côté haut, une résistance de grille peut être connectée électriquement par une de ses bornes à la piste de commande de côté haut et par l’autre de ses bornes à une piste de grille portée par la deuxième face du substrat 310, ladite piste de grille étant connectée à l’électrode de commandes G de l’interrupteur de côté haut HS, de préférence par au moins un conducteur électrique souple tel qu’un fil. De même, une résistance peut être intercalée de façon similaire entre la piste de source Kelvin de côté haut PSKHSet la source Kelvin de chaque interrupteur de côté haut HS.
La piste de commande de côté haut PGHScomprend une broche de commande BGHSet la piste de source Kelvin PSKHScomprend une broche de commande auxiliaire de côté haut BSKHS. Les broches de côté haut BGHS, BSKHSsont par exemple brasées ou frittées sur respectivement les pistes de côté haut PGHS, PSKHSet s’étendent orthogonalement à la face supérieure du deuxième connecteur électrique 108B. Les interrupteurs de côté haut HS peuvent donc être commandés en appliquant une tension entre les pistes PGHS, PSKHS.
Pour commander les interrupteurs de côté bas LS, le module de puissance 300 comporte en outre une piste de commande de côté bas PGLSet une piste d’électrode auxiliaire de côté bas dite piste de source Kelvin de côté bas PSKLS, portées par un substrat isolant 311 électrique dont une première face est fixée contre la face supérieure du troisième connecteur électrique et dont une deuxième face, opposée à la première face porte les deux pistes de côté bas PGLS, PSKLS. Les deux pistes de côté bas PGLS, PSKLSsont par exemple brasées (par exemple par brasage au métal actif (de l’anglais « Active Metal Brazing », également désigné par le sigle AMB) ou bien frittées, ou bien collées, ou bien fixées par un processus d’oxydation à haute température sur ladite face supérieure du substrat isolant électrique 311. La piste de commande de côté bas PGLSest connectée aux électrodes de commandes G des interrupteurs de côté bas LS, de préférence par au moins un conducteur électrique souple tel qu’un fil. En outre, les sources Kelvin des interrupteurs de côté bas LS sont connectées à la piste de source Kelvin de côté bas PSKLSpar au moins un conducteur électrique souple tel qu’un fil.
En variante, des composants discrets tel que des résistances peuvent être rapportés sur la deuxième face du substrat 311 pour améliorer le pilotage des interrupteurs de côté bas LS. Par exemple, pour chaque interrupteur de côté bas, une résistance de grille peut être connectée électriquement par une de ses bornes à la piste de commande de côté bas et par l’autre de ses bornes à une piste de grille portée par la deuxième face du substrat 311, ladite piste de grille étant connectée à l’électrode de commandes G de l’interrupteur de côté bas LS, de préférence par au moins un conducteur électrique souple tel qu’un fil. De même, une résistance peut être intercalée de façon similaire entre la piste de source Kelvin de côté bas PSKLSet la source Kelvin de chaque interrupteur de côté bas LS.
La piste de commande de côté bas PGLScomprend une broche de commande BGLSet la piste de source Kelvin PSKLScomprend une broche de commande auxiliaire de côté bas BSKLS. Les broches de côté bas BGLS, BSKLSsont par exemple brasées ou frittées sur respectivement les pistes de côté haut PGLS, PSKLSet s’étendent orthogonalement à la face supérieure du troisième connecteur électrique 303. Les interrupteurs de côté bas LS peuvent donc être commandés en appliquant une tension entre les pistes PGLS, PSKLS.
En référence à la , nous allons maintenant décrire un procédé de réalisation d’un module de puissance 300 selon l’invention.
Un tel procédé comprend tout d’abord une étape E50 d’obtention d’une plaque conductrice, de préférence en métal, s’étendant selon un plan principal.
Puis le procédé comprend une étape E100 de découpe, dans la plaque conductrice d’une part, d’une pièce de cadre, d’un premier connecteur électrique 106B configuré pour être connecté à une borne positive d’une alimentation électrique et d’un troisième connecteur électrique 303 configuré pour être connecté à une phase d’une machine électrique et, d’autre part, de pattes d’attache de chaque connecteur électrique avec au moins la pièce de cadre.
Puis le procédé comprend une étape E200 d’obtention d’une pluralité d’interrupteurs commandables à semi-conducteur de côté haut HS présentent chacun une face inférieure 202 munie d’une première électrode principale D et une face supérieure 102 munie d’une deuxième électrode principale S et d’une électrode de commande G.
Puis le procédé comprend une étape E300 de montage sur une face supérieure du premier connecteur électrique 106B de la pluralité d’interrupteurs commandables à semi-conducteurs de côté haut HS de façon à connecter électriquement au premier connecteur électrique 106B la première électrode principe de chaque interrupteur de ladite pluralité;
Puis le procédé comprend une étape E400 d’obtention d’une pluralité d’interrupteurs commandables à semi-conducteur de côté bas présentent chacun une face inférieure 202 munie d’une première électrode principale et une face supérieure 102 munie d’une deuxième électrode principale S et d’une électrode de commande G ;
Puis le procédé comprend une étape E500 de montage sur une face supérieure du troisième connecteur électrique 303 de la pluralité d’interrupteurs commandables à semi-conducteurs de côté bas LS de façon à connecter électriquement au troisième connecteur électrique 303 la première électrode principe de chaque interrupteur de ladite pluralité;
Puis le procédé comprend une étape E600 de positionnement et/ou la fixation d’un isolant électrique 304 sur une portion de la face supérieure du premier connecteur électrique 106B ;
Puis le procédé comprend une étape E700 d’obtention d’un deuxième connecteur électrique en métal configuré pour être connecté à une borne négative de l’alimentation électrique et configuré pour qu’au moins une partie du deuxième connecteur électrique s’étende horizontalement entre deux interrupteur de côté haut lorsqu’une portion de la face inférieure du deuxième connecteur électrique est positionnée et/ou fixée directement en regard d’une portion de la face supérieure du premier conducteur électrique.
Puis le procédé comprend une étape E800 de positionnement et/ou de fixation directement en regard de la portion de la face supérieure du premier connecteur électrique 106B de la portion de la face inférieure du deuxième connecteur électrique 108B de sorte que l’isolant électrique 304 isole électriquement la première portion de la face supérieure du premier connecteur électrique 106B et la deuxième portion de la face inférieure du deuxième connecteur électrique 108B.
Puis le procédé comprend une étape E900 d’obtention d’une pluralité de barrettes conductrices électriques de côté haut 306.
Puis le procédé comprend une étape E1000 de connexion de chaque deuxième électrode principale de chaque interrupteur de côté haut à une barrette conductrice de côté haut et de fixation d’une patte 315 de chaque barrette de côté haut de la pluralité de barrettes de côté haut 306 contre une face supérieure du troisième connecteur électrique 303 pour connecter électriquement la barrette conductrice de côté haut 306 au troisième connecteur électrique 303;
Puis le procédé comprend une étape E1100 d’obtention d’une pluralité de barrettes conductrices électriques de côté bas 307 ;
Puis le procédé comprend une étape E1200 de connexion de chaque deuxième électrode principale de chaque interrupteur de côté bas à une barrette conductrice de côté bas et de fixation d’une patte 308 de chaque barrette de côté bas de la pluralité de barrettes de côté bas 307 contre une face supérieure du deuxième connecteur électrique 108B pour connecter électriquement la barrette conductrice de côté bas 307 au deuxième connecteur électrique 108B.
Puis le procédé comprend une étape E1300 d’obtention d’un substrat 310 isolant électrique portant sur une première face une piste de commande de côté haut PGHSet une piste d’électrode auxiliaire de côté haut dite piste de source Kelvin de côté haut PSKHS.
Puis le procédé comprend une étape E1400 de positionnement et/ou de fixation d’une deuxième face, opposée à la première face, du substrat 310 isolant électrique contre la face supérieure du deuxième connecteur électrique.
Puis le procédé comprend une étape E1500 de connexion de la piste de commande de côté haut PGHSaux électrodes de commandes G des transistors de côté haut.
Puis le procédé comprend une étape E1600 de connexion de la piste de source Kelvin de côté haut PSKHSaux sources Kelvin des interrupteurs de côté haut HS.
Puis le procédé comprend une étape E1700 d’obtention d’un substrat 311 isolant électrique portant sur une première face une piste de commande de côté bas PGLSet une piste d’électrode auxiliaire de côté bas dite piste de source Kelvin de côté bas PSKLS.
Puis le procédé comprend une étape E1800 de positionnement et/ou de fixation d’une deuxième face, opposée à la première face, du substrat 311 isolant électrique contre la face supérieure du troisième connecteur électrique.
Puis le procédé comprend une étape E1900 de connexion de la piste de commande de côté bas PGLSaux électrodes de commandes G des transistors de côté bas LS.
Puis le procédé comprend une étape E2000 de connexion de la piste de source Kelvin de côté bas PSKLSaux sources Kelvin des interrupteurs de côté bas LS.
Puis le procédé comprend une étape E2100 de surmoulage du premier connecteur électrique 106B, du deuxième connecteur électrique 108B, du troisième connecteur électrique 303, de la pluralité d’interrupteurs commandables à semi-conducteurs de côté haut HS, de la pluralité de barrettes conductrices électriques de côté haut, de la pluralité d’interrupteurs commandables à semi-conducteurs de côté bas LS, de la pluralité de barrettes conductrices électriques de côté bas, des substrats isolant électrique 310, 311 et des pistes portée par ces substrats par un surmoulage isolant électrique.
Puis le procédé comprend une étape E2200 de coupe des pattes d’attache pour séparer le premier connecteur électrique 106B et le troisième connecteur électrique 303 de la pièce de cadre.
On notera par ailleurs que l’invention n’est pas limitée au mode de réalisation décrit précédemment. Il apparaîtra en effet à l’homme de l’art que diverses modifications peuvent être apportées au mode de réalisation décrit ci-dessus, à la lumière de l’enseignement qui vient de lui être divulgué.
Par exemple, les interrupteurs commandables à semi-conducteur de côté haut HS peuvent présenter chacun en variante une première électrode principale D localisée sur la face supérieure 102 et non pas sur la face inférieure 202, cette première électrode principale D étant par exemple connectée par une languette métallique au premier connecteur électrique 106B. Une telle configuration est aussi envisageable pour les interrupteurs commandable à semi-conducteur de côté bas LS.
Selon un autre exemple, l’invention a été présenté dans le cadre d’un convertisseur DC-AC réversible mais elle s’applique également à un onduleur, un chargeur embarqué ou un convertisseur DC-DC comprenant un module de puissance selon l’invention.
Dans la présentation détaillée de l’invention qui est faite précédemment, les termes utilisés ne doivent pas être interprétés comme limitant l’invention au mode de réalisation exposé dans la présente description, mais doivent être interprétés pour y inclure tous les équivalents dont la prévision est à la portée de l'homme de l'art en appliquant ses connaissances générales à la mise en œuvre de l'enseignement qui vient de lui être divulgué.

Claims (14)

  1. Module de puissance (300) comprenant :
    • un premier connecteur électrique (106B) en métal, destiné à être connecté à une borne positive d’une alimentation électrique, par exemple continue ;
    • un deuxième connecteur électrique (108B) en métal, destiné à être connecté à une borne négative de ladite alimentation électrique ;
    • un isolant électrique (304) ;
    • des interrupteurs commandables à semi-conducteur de côté haut (HS) montés sur une face supérieure du premier connecteur électrique (106B), lesdits interrupteurs commandables à semi-conducteur de côté haut étant munis d’une première électrode principale, d’une deuxième électrode principale et d’une électrode de commande ;
    le module de puissance étant caractérisé en ce qu’une portion d’une face supérieure du premier connecteur électrique (106B) et une portion de la face inférieure du deuxième connecteur électrique (108B), directement en regard de la portion du premier connecteur électrique (106B), sont isolées par ledit isolant électrique, et en ce qu’au moins une partie (305) du deuxième connecteur électrique (108B) s’étend horizontalement entre deux interrupteurs de côté haut (HS).
  2. Module de puissance (300) selon la revendication précédente caractérisé en ce que les interrupteurs commandables à semi-conducteur de côté haut (HS) présentent chacun une face inférieure (202) munie de ladite première électrode principale (D), ladite première électrode principale étant connectée électriquement au premier connecteur électrique (106B) et une face supérieure (102) munie de la deuxième électrode principale (S) et de ladite électrode de commande (G) et en ce qu’il comprend en outre :
    • un troisième connecteur électrique (303) en métal, destiné à être connecté à une phase d’une machine électrique ;
    • des interrupteurs commandables à semi-conducteur de côté bas (LS) présentant chacun une face inférieure (202) munie d’une première électrode principale (D) connectée au troisième connecteur électrique (303) et une face supérieure (102) munie d’une deuxième électrode principale (S) et d’une électrode de commande (G) ;
    • une pluralité de barrettes conductrices électriques de côté haut (306), chaque deuxième électrode principale de chaque interrupteur de côté haut étant connectée électriquement à une barrette conductrice de côté haut, chaque barrette de côté haut (306) de la pluralité de barrettes de côté haut (306) comprenant une patte (315) fixée contre une face supérieure du troisième connecteur électrique (303) pour connecter électriquement la barrette conductrice de côté haut (306) au troisième connecteur électrique (303) ;
    • une pluralité de barrettes conductrices électriques de côté bas (307), chaque deuxième électrode principale de chaque interrupteur de côté bas étant connectée électriquement à une barrette conductrice de côté bas, chaque barrette de côté bas (307) de la pluralité de barrettes de côté bas (307) comprenant une patte (308) fixée contre une face supérieure du deuxième connecteur électrique (108B) pour connecter électriquement la barrette conductrice de côté bas (307) au deuxième connecteur électrique (108B).
  3. Module de puissance (300) selon la revendication précédente caractérisé en ce qu’au moins une patte (308) fixée contre une face supérieure du deuxième connecteur électrique d’une barrette conductrice électrique de côté bas est fixée contre la face supérieure de ladite partie (305) du deuxième connecteur électrique (108B), ladite barrette conductrice de côté bas étant disposée entre deux barrettes de côté haut.
  4. Module de puissance (300) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend en outre un substrat isolant électrique (310) dont une première face est positionnée contre la face supérieure du deuxième connecteur électrique (108B) et dont une deuxième face, opposée à la première face, porte une piste de commande de côté haut (PGHS), ladite piste de commande de côté haut (PGHS) étant connectée aux électrodes de commande (G) des interrupteurs de côté haut (HS), de préférence par au moins un conducteur électrique souple tel qu’un fil.
  5. Module de puissance (300) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la piste de commande de côté haut (PGHS) s’étend au moins partiellement le long de ladite partie (305) du deuxième connecteur électrique (108B).
  6. Module de puissance (300) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’au moins certains des interrupteurs de côté haut (HS) sont répartis en deux alignements d’interrupteurs parallèles l’un à l’autre, ladite partie (305) du deuxième connecteur électrique (108B) s’étendant horizontalement entre lesdits deux alignements d’interrupteurs.
  7. Module de puissance (300) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le deuxième connecteur électrique (108B) présente une forme générale sensiblement symétrique par rapport à un axe de symétrie (A).
  8. Module de puissance (300) l’une quelconque des revendications précédentes, prise ensemble avec la revendication 2 caractérisé en ce que le premier connecteur électrique (106B), le deuxième connecteur électrique (108B) et le troisième connecteur électrique (303) sont au moins partiellement surmoulés par un surmoulage isolant électrique.
  9. Module de puissance (300) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier connecteur électrique (106B), l’isolant électrique (304) et le deuxième connecteur électrique (108B) comprennent des trous (309) débouchants coaxiaux, l’intérieur et de préférence les bords des trous débouchants (309) du premier et du deuxième connecteurs (106B, 108B) électriques étant recouvert d’un isolant électrique.
  10. Module de puissance (300) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le premier connecteur électrique (106B), l’isolant électrique (304) et le deuxième connecteur électrique (108B) comprennent des trous (309) débouchants coaxiaux, un diamètre des trous (309) des premier et deuxième connecteurs (106B, 108B) électriques étant supérieur à un diamètre des trous (309) de l’isolant électrique (304).
  11. Module de puissance (300) selon la revendication 9 ou 10 prise ensemble avec la revendication 8, caractérisé en ce qu’une portion du surmoulage isolant électrique remplit les trous (309) du premier connecteur électrique (106B), les trous (309) de l’isolant électrique (304), et les trous (309) du deuxième connecteur électrique (108B).
  12. Équipement électrique tel qu’un onduleur, un chargeur embarqué ou un convertisseur DC-DC ou DC-AC, caractérisé en ce qu’il comprend un module de puissance (300) selon l’une quelconque des revendications 1 à 11.
  13. Engin de mobilité comprenant un équipement électrique selon la revendication 12.
  14. Procédé de réalisation d’un module de puissance (300) selon l’une quelconque des revendications 1 à 11, le procédé comprenant :
    • l’obtention d’un premier connecteur électrique (106B) configuré pour être connecté à une borne positive d’une alimentation électrique ;
    • l’obtention d’une pluralité d’interrupteurs commandables à semi-conducteur de côté haut (HS), lesdits interrupteurs commandables à semi-conducteur de côté haut étant munis d’une première électrode principale, d’une deuxième électrode principale et d’une électrode de commande ;
    • une opération de montage sur une face supérieure du premier connecteur électrique (106B) de la pluralité d’interrupteurs commandables à semi-conducteurs de côté haut (HS) ;
    • le positionnement d’un isolant électrique (304) sur une face supérieure du premier connecteur électrique (106B) ;
    • l’obtention d’un deuxième connecteur électrique (108B) en métal configuré pour être connecté à une borne négative de ladite alimentation électrique et configuré pour qu’au moins une partie du deuxième connecteur électrique (108B) s’étende horizontalement entre deux interrupteur de côté haut lorsqu’une portion de la face inférieure du deuxième connecteur électrique (108B) est positionnée directement en regard d’une portion de la face supérieure du premier conducteur électrique (106B);
    • le positionnement directement en regard de ladite portion de la face supérieure du premier connecteur électrique (106B) de ladite portion de la face inférieure du deuxième connecteur électrique (108B) de sorte que l’isolant électrique (304) isole électriquement la première portion de la face supérieure du premier connecteur électrique (106B) et la deuxième portion de la face inférieure du deuxième connecteur électrique (108B).
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WO2020212031A1 (fr) * 2019-04-18 2020-10-22 Abb Power Grids Switzerland Ag Module semi-conducteur de puissance avec grille de connexion soudée par laser
US20220199566A1 (en) * 2019-03-05 2022-06-23 Rohm Co., Ltd. Semiconductor device and bonding method

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