FR3127624A1 - MAGNETIC INDUCTION COMPONENT COMPRISING A METALLIC STRIPE CUT AND COATED WITH A DIELECTRIC RESIN AND METHOD OF MANUFACTURING IT - Google Patents
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Abstract
Le composant d‘induction magnétique (1A) comporte un feuillard métallique, qui a été découpé de manière à former un circuit d’induction magnétique plan (10). Le circuit d’induction magnétique plan (10) est enrobé d’une résine, qui est appliquée sur ledit circuit d’induction magnétique plan (10), de manière à former un enrobage (11) diélectrique, qui recouvre entièrement les deux faces (100 ; 101) et les tranches (102) du circuit d’induction magnétique plan (10), y compris les arêtes (103) à la jonction entre chaque face et chaque tranche, à l’exception éventuellement d’une ou plusieurs zones (10a ; 10b) de connexion électrique du circuit d’induction magnétique plan (10). Figure 1The magnetic induction component (1A) comprises a metal strip, which has been cut to form a planar magnetic induction circuit (10). The planar magnetic induction circuit (10) is coated with a resin, which is applied to said planar magnetic induction circuit (10), so as to form a dielectric coating (11), which completely covers the two faces ( 100; 101) and the slices (102) of the planar magnetic induction circuit (10), including the edges (103) at the junction between each face and each slice, with the possible exception of one or more areas ( 10a; 10b) for electrical connection of the planar magnetic induction circuit (10). Figure 1
Description
La présente invention se rapporte au domaine technique des circuits d’induction magnétique, qui sont réalisés par découpe d’un feuillard métallique. Dans ce domaine, l’invention consiste en une amélioration de l’isolation électrique de ce type particulier de circuit d’induction magnétique. L’invention a ainsi pour objets principaux un nouveau composant d’induction magnétique, qui est réalisé à partir d’un feuillard métallique découpé, ainsi que son procédé de fabrication. Elle a également pour objet une machine d’induction magnétique planaire, notamment un transformateur électrique planaire, comportant un ou plusieurs de ces nouveaux composants d’induction magnétique, ainsi qu’une inductance planaire réalisée à partir de ce nouveau composant d’induction magnétique.The present invention relates to the technical field of magnetic induction circuits, which are made by cutting a metal strip. In this field, the invention consists of an improvement in the electrical insulation of this particular type of magnetic induction circuit. The main objects of the invention are thus a new magnetic induction component, which is made from a cut metal strip, as well as its manufacturing process. It also relates to a planar magnetic induction machine, in particular a planar electrical transformer, comprising one or more of these new magnetic induction components, as well as a planar inductance made from this new magnetic induction component.
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On entend usuellement par « transformateur électrique » un dispositif de transformation des valeurs d’intensité et de tension d’une source d’énergie électrique alternative en d’autres valeurs différentes de d’intensité et tension, mais avec la même forme d’onde et la même fréquence. Le principe de transformation est basé sur l’induction magnétique. Un transformateur comprend dans sa forme la plus simple un circuit d’induction magnétique primaire, un circuit magnétique et un circuit d’induction magnétique secondaire.The term "electrical transformer" usually means a device for transforming the current and voltage values of an alternative electrical energy source into other different values of current and voltage, but with the same waveform. and the same frequency. The principle of transformation is based on magnetic induction. A transformer comprises in its simplest form a primary magnetic induction circuit, a magnetic circuit and a secondary magnetic induction circuit.
Dans un transformateur traditionnel, chaque circuit d’induction magnétique se présente le plus souvent sous la forme d’un dipôle de plusieurs spires de fil conducteur en cuivre revêtu d’une isolation électrique fine (« fil émaillé ») et formant une bobine ou enroulement. Le circuit magnétique se présente le plus souvent sous la forme d’un empilement de tôles en alliage fer-silicium ou sous la forme de ferrite. Ce circuit magnétique canalise les flux magnétiques et augmente très significativement le rendement du transformateur par rapport à des circuits disposés dans l’air ambiant.In a traditional transformer, each magnetic induction circuit is most often in the form of a dipole of several turns of copper conductor wire coated with fine electrical insulation ("enameled wire") and forming a coil or winding . The magnetic circuit is most often in the form of a stack of iron-silicon alloy sheets or in the form of ferrite. This magnetic circuit channels the magnetic fluxes and very significantly increases the efficiency of the transformer compared to circuits arranged in the ambient air.
Outre le transformateur traditionnel susvisé, on a plus récemment développé un autre type de transformateur électrique, dit « planaire », dans lequel les circuits d’induction magnétique se présentent sous forme, non pas de bobines, mais de circuits d’induction magnétique plans.In addition to the traditional transformer referred to above, another type of electric transformer has more recently been developed, called "planar", in which the magnetic induction circuits are in the form, not of coils, but of planar magnetic induction circuits.
Un circuit d’induction magnétique plan peut avoir différentes formes, les formes les plus courantes étant une spire à plat ou enroulement de plusieurs spires à plat en forme de spirale.A planar magnetic induction circuit can have different shapes, the most common shapes being a flat turn or winding of several flat turns in the form of a spiral.
La confection d’un transformateur planaire consiste à empiler en alternance des circuits d’induction plans primaires et des circuits d’induction plans secondaires avec mise en œuvre d’une isolation électrique nécessaire entre chaque couche. Le tout est disposé et isolé entre deux ferrites typiquement en forme E et en I qui sont en contact et ferment ainsi le circuit magnétique. Des adhésifs et autres dispositifs mécaniques peuvent être mis en œuvre pour maintenir serrés les circuits magnétiques entre eux et avec les ferrites.The manufacture of a planar transformer consists of stacking alternately primary plane induction circuits and secondary plane induction circuits with the implementation of the necessary electrical insulation between each layer. The whole is arranged and isolated between two ferrites typically in the form E and in I which are in contact and thus close the magnetic circuit. Adhesives and other mechanical devices can be used to hold the magnetic circuits together and with the ferrites.
Par rapport aux transformateurs traditionnels à enroulements, les transformateurs électriques planaires présentent les intérêts suivants :Compared to traditional winding transformers, planar electrical transformers have the following advantages:
- aptitude à travailler en haute fréquence (en centaine de kHz),- ability to work at high frequency (hundreds of kHz),
- compacité et poids moindre à puissance de commutation égale,- compactness and less weight with equal switching power,
- meilleur rendement, moins de courant de fuite,- better efficiency, less leakage current,
- forme géométrique plate plus favorable à la dissipation thermique.- flat geometric shape more favorable to heat dissipation.
Les circuits d’induction magnétique plans peuvent être utilisés, non seulement pour fabriquer un transformateur électrique planaire, mais plus généralement pour fabriquer tout autre type de machine d’induction magnétique planaire, tel que par une bobine à spirale planaire.Planar magnetic induction circuits can be used, not only to make a planar electric transformer, but more generally to make any other type of planar magnetic induction machine, such as by a planar spiral coil.
Dans une mise en œuvre simplifiée, on peut également utiliser un unique circuit d’induction magnétique plan pour réaliser un dipôle inductance planaire, qui est plus communément désigné inductance ou, par anglicisme « self », qui peut par exemple être utilisé pour filtrer un courant électrique, ou encore créer une impulsion de haute tension.In a simplified implementation, it is also possible to use a single planar magnetic induction circuit to produce a planar inductance dipole, which is more commonly referred to as an inductor or, by anglicism "self", which can for example be used to filter a current electricity, or create a high voltage pulse.
A ce jour, différentes technologies sont employées pour la réalisation d’un circuit d’induction magnétique plan.To date, different technologies are used for the realization of a planar magnetic induction circuit.
Jusqu’à quelques centaines de watts, le circuit d’induction magnétique plan, et par exemple les spires de l’enroulement, est gravé sur des circuits imprimés « PCB » (de l’anglais «Printed Circuit Board»).Up to a few hundred watts, the planar magnetic induction circuit, and for example the turns of the winding, is engraved on "PCB" printed circuits (from the English "Printed Circuit Board").
En revanche, pour des courants électriques de plus forte puissance, et typiquement pour des puissances supérieures au kilowatt, on utilise un circuit d’induction magnétique plan qui est réalisé à partir d’un feuillard métallique qui a été découpé.On the other hand, for higher power electrical currents, and typically for powers greater than one kilowatt, a planar magnetic induction circuit is used which is made from a metal strip which has been cut.
Les feuillards métalliques sont de manière usuelle confectionnés à partir de bandes métalliques ou tôles métalliques minces, et sont découpés pour constituer le circuit d’induction magnétique plan ayant la forme géométrique appropriée, par exemple une spire à plat ou un enroulement à plat de plusieurs spires non jointives en forme de spirale. Cette découpe est le plus souvent réalisée par emboutissage ou par découpe au laser ou au jet d’eau.The metal strips are usually made from metal strips or thin metal sheets, and are cut to form the flat magnetic induction circuit having the appropriate geometric shape, for example a flat turn or a flat winding of several turns. not contiguous in the form of a spiral. This cutting is most often carried out by stamping or by laser or water jet cutting.
A titre d’exemples uniquement, les matières utilisées sont le plus souvent du cuivre ou de l’aluminium. A titre d’exemple uniquement, les épaisseurs les plus courantes peuvent être de l’ordre de 0,5mm à 1mm.By way of example only, the materials used are most often copper or aluminum. By way of example only, the most common thicknesses can be of the order of 0.5mm to 1mm.
Un traitement de surface protecteur, mais conducteur électrique (étamage – nickelage – argenture – projection thermique ou à froid d’un métal conducteur...), peut également avoir été réalisé sur les bandes ou tôles d’origine, ou peut être mis en œuvre postérieurement à la confection des feuillards.A protective, but electrically conductive surface treatment (tinning – nickel plating – silvering – thermal or cold spraying of a conductive metal, etc.), may also have been carried out on the original strips or sheets, or may be applied. work after the making of the strips.
S’agissant d’un circuit d’induction magnétique plan constitué d’un feuillard métallique, qui a été découpé pour obtenir la forme géométrique requise, l’isolation électrique de ce type particulier de circuit d’induction magnétique plan est à ce jour réalisée au moyen de films plastiques souples, par exemple de type polyéthylène téréphtalate (PET), poly(naphtalate d'éthylène) (PEN), polyimide (PI), qui ont typiquement une épaisseur de quelques dizaines à quelques centaines de microns. Ces films sont découpés à dimension.Being a planar magnetic induction circuit consisting of a metal strip, which has been cut to obtain the required geometric shape, the electrical insulation of this particular type of planar magnetic induction circuit is to date carried out by means of flexible plastic films, for example of the polyethylene terephthalate (PET), poly(ethylene naphthalate) (PEN), polyimide (PI) type, which typically have a thickness of a few tens to a few hundreds of microns. These films are cut to size.
Ainsi, dans une machine d’induction magnétique planaire, telle que par exemple un transformateur électrique planaire, chaque circuit d’induction magnétique plan, constitué d’un feuillard métallique découpé, est isolé électriquement des autres circuits par au moins un film souple généralement plan.Thus, in a planar magnetic induction machine, such as for example a planar electrical transformer, each planar magnetic induction circuit, consisting of a cut metal strip, is electrically insulated from the other circuits by at least one generally planar flexible film .
Or cette isolation électrique d’un circuit d’induction magnétique plan, constitué d’un feuillard métallique découpé, au moyen de film(s) souple(s), présente plusieurs inconvénients.However, this electrical insulation of a planar magnetic induction circuit, consisting of a cut metal strip, by means of flexible film(s), has several drawbacks.
En fonctionnement, les circuits d’induction magnétique plans sont parcourus par des courants et des tensions électriques.In operation, planar magnetic induction circuits are traversed by electrical currents and voltages.
Tous les circuits d’induction magnétique unitaires n’étant pas au même potentiel électrique, un courant de fuite a tendance à s’établir entre chaque circuit d’induction magnétique, à la fois dans l’air et le long du matériau isolant (film souple).All the unitary magnetic induction circuits not being at the same electrical potential, a leakage current tends to be established between each magnetic induction circuit, both in the air and along the insulating material (film soft).
Dans l’air, ce courant de fuite prend le chemin le plus cours entre chaque circuit. Ce chemin le plus court dans l’air entre deux circuits est de manière usuelle caractérisé par un paramètre désigné « distance d’isolement électrique dans l’air ». Si la différence de potentiel électrique dépasse la rigidité électrique de l’air, un arc électrique s’établit entre les deux circuits d’induction magnétique et peut entraîner l’altération voire la destruction du dispositif magnétique. On rappellera que la rigidité électrique de l’air est affectée par son hygrométrie et surtout par la pression. Elle est plusieurs fois moins élevée en altitude qu’au niveau du sol, ce qui n’est pas sans conséquence par exemple pour le dimensionnement d’un dispositif magnétique embarqué dans un avion.In air, this leakage current takes the shortest path between each circuit. This shortest path in air between two circuits is usually characterized by a parameter called “electrical insulation distance in air”. If the electric potential difference exceeds the electric rigidity of the air, an electric arc is established between the two magnetic induction circuits and can lead to the alteration or even the destruction of the magnetic device. It will be recalled that the electrical rigidity of the air is affected by its hygrometry and especially by the pressure. It is several times lower at altitude than at ground level, which is not without consequence, for example, for the dimensioning of a magnetic device on board an aircraft.
Le long du matériau isolant, le trajet parcouru par le courant de fuite est caractérisé par un paramètre désigné «Coefficient de résistance au courant de cheminement». Si la différence de potentiel électrique est trop élevée, la résistance au courant de cheminement ne sera pas suffisante et un arc électrique va s’établir entre les deux circuits et entrainera l’altération voire la destruction de la machine d’induction magnétique. Selon la nature du matériau organique utilisé pour les films isolants, la résistance au cheminement d’un courant électrique de fuite n’est pas la même. Elle est caractérisée par un indice de résistance au courant de cheminement « IRC » (ou CTI en l’anglais « Current Tracking Index »). La pollution présente à la surface du film isolant diminue également la résistance au courant de cheminement. Un indice de pollution vient ainsi généralement compléter le CTI.Along the insulating material, the path traveled by the leakage current is characterized by a parameter called “Tracking current resistance coefficient”. If the electric potential difference is too high, the resistance to the tracking current will not be sufficient and an electric arc will be established between the two circuits and will cause the alteration or even the destruction of the magnetic induction machine. Depending on the nature of the organic material used for the insulating films, the resistance to the path of an electric leakage current is not the same. It is characterized by an index of resistance to tracking current "IRC" (or CTI in English "Current Tracking Index"). The pollution present on the surface of the insulating film also decreases the resistance to tracking current. A pollution index thus generally complements the CTI.
Pour des machines d’induction magnétique mettant en œuvre des circuits d’induction magnétique plans à base de feuillards découpés et isolés électriquement au moyen de film(s) isolant(s), la prise en compte des distances d’isolement électrique et des distances de cheminement à un impact important sur la taille de ces dispositifs.For magnetic induction machines implementing flat magnetic induction circuits based on strips cut and electrically insulated by means of insulating film(s), taking into account the electrical insulation distances and the distances path has a significant impact on the size of these devices.
Des normes internationales, par exemple l’IEC 62497-1 dans le ferroviaire, fixent la distance minimale à respecter en fonction de la classe du matériau isolant, du degré de pollution ambiant et d’une tension.International standards, for example IEC 62497-1 in railways, set the minimum distance to be respected depending on the class of insulating material, the degree of ambient pollution and voltage.
Par exemple pour une tension de 1000V, une utilisation en basse altitude (<2000m), un matériau de groupe médian (II) et un degré de pollution moyen (PD2), cette distance est de 7,1mm. Ceci oblige donc le fabricant d’une part à augmenter le débordement du film isolant pour respecter ces distances minimales et d’autre part à allonger la distance entre les circuits d’induction magnétique et les ferrites, ce qui réduit alors l’intensité du champ magnétique dans les circuits. Il en résulte une machine magnétique moins compacte et ayant un rendement plus faible.For example for a voltage of 1000V, use at low altitude (<2000m), medium group material (II) and medium pollution degree (PD2), this distance is 7.1mm. This therefore obliges the manufacturer on the one hand to increase the overflow of the insulating film to respect these minimum distances and on the other hand to lengthen the distance between the magnetic induction circuits and the ferrites, which then reduces the intensity of the field. magnetic in circuits. This results in a magnetic machine that is less compact and has a lower efficiency.
Par ailleurs, lorsque qu’un circuit d’induction magnétique plan, constitué d’un feuillard métallique et un autre circuit conducteur proche, et notamment un autre circuit d’induction magnétique plan constitué d’un feuillard métallique, sont soumis à des potentiels différents, un champ électrique s’établit entre eux. Par effets de pointe, ces champs sont maximaux au niveau des arêtes du ou des feuillards métalliques. Si la valeur de champ électrique à ces endroits dépasse la valeur de la rigidité électrique de l’air sec (de l’ordre 30 kV par cm), l’air s’ionise et des micro décharges « décharges partielles » peuvent de manière préjudiciable se produire régulièrement. A terme ces décharges détériorent progressivement le matériau isolant, jusqu’à sa détérioration et la création d’un arc électrique entre les conducteurs. Pour éviter ces phénomènes, les constructeurs de machine d’induction magnétique sont contraints de limiter les tensions maximales admissibles et/ou augmenter les épaisseurs de l’isolation (épaisseur des films souples). Il en résulte une machine magnétique de puissance moindre et/ou moins compacte.Moreover, when a planar magnetic induction circuit, consisting of a metal foil and another nearby conductive circuit, and in particular another planar magnetic induction circuit consisting of a metal foil, are subjected to different potentials , an electric field is established between them. By peak effects, these fields are maximum at the edges of the metal strip(s). If the value of the electric field at these places exceeds the value of the electric rigidity of dry air (about 30 kV per cm), the air ionizes and micro discharges "partial discharges" can in a detrimental way occur regularly. Eventually, these discharges gradually deteriorate the insulating material, until it deteriorates and an electric arc is created between the conductors. To avoid these phenomena, manufacturers of magnetic induction machines are forced to limit the maximum admissible voltages and/or increase the thickness of the insulation (thickness of the flexible films). This results in a magnetic machine of lower power and/or less compact.
Enfin, de manière désavantageuse, les concepteurs de machines d’induction magnétique comportant un ou plusieurs circuits d’induction magnétique plans, à base de feuillards découpés, et isolés électriquement au moyen d’un ou plusieurs de films isolants, sont limités dans leurs choix technologiques de ces films, dont ils ne peuvent notamment pas déterminer librement une épaisseur optimale. Ils sont ainsi contraints en pratique de se restreindre aux épaisseurs standards du fabricant de film, et ne peuvent pas définir une épaisseur d’isolation optimale.Finally, disadvantageously, the designers of magnetic induction machines comprising one or more plane magnetic induction circuits, based on cut strips, and electrically insulated by means of one or more insulating films, are limited in their choices. technologies of these films, in particular they cannot freely determine an optimum thickness. They are thus forced in practice to restrict themselves to the standard thicknesses of the film manufacturer, and cannot define an optimal insulation thickness.
Présentation de l’inventionPresentation of the invention
Un objectif de l’invention est de proposer une nouvelle solution technique qui permet de pallier les inconvénients susvisés et inhérents à une isolation électrique au moyen d’un ou plusieurs films isolants, d’au moins un feuillard métallique, qui a été découpé de manière à former un circuit d’induction magnétique plan.An object of the invention is to propose a new technical solution which makes it possible to overcome the aforementioned drawbacks inherent in electrical insulation by means of one or more insulating films, of at least one metal strip, which has been cut in such a way to form a planar magnetic induction circuit.
L’invention a ainsi pour premier objet un composant d‘induction magnétique comportant un feuillard métallique, qui a été découpé de manière à former un circuit d’induction magnétique plan. Le circuit d’induction magnétique plan est enrobé d’une résine, qui est appliquée sur ledit circuit d’induction magnétique plan, de manière à former un enrobage diélectrique, isolant électrique, qui recouvre entièrement les deux faces et les tranches du circuit d’induction magnétique plan, y compris les arêtes à la jonction entre chaque face et chaque tranche, à l’exception éventuellement d’une ou plusieurs zones de connexion électrique du circuit d’induction magnétique plan.The first object of the invention is thus a magnetic induction component comprising a metal strip, which has been cut so as to form a plane magnetic induction circuit. The planar magnetic induction circuit is coated with a resin, which is applied to said planar magnetic induction circuit, so as to form a dielectric coating, electrically insulating, which completely covers the two faces and the edges of the circuit of Planar magnetic induction, including the ridges at the junction between each face and each slice, with the possible exception of one or more electrical connection zones of the planar magnetic induction circuit.
L’enrobage complet du feuillard, à l’exception éventuellement d’une ou plusieurs zones localisées de connexion électrique, procure une isolation électrique complète du conducteur vis-à-vis de l’air, ce qui permet de s’affranchir de la distance minimale de cheminement électrique dans l’air et d’une manière générale de réaliser des machines d’induction magnétique plus compactes et présentant un meilleur rendement.The complete coating of the strip, with the possible exception of one or more localized areas of electrical connection, provides complete electrical insulation of the conductor vis-à-vis the air, which makes it possible to overcome the distance minimum electrical path in the air and generally to achieve more compact magnetic induction machines and having better performance.
Plus particulièrement, dans le cas d’une machine d’induction magnétique, par exemple de type transformateur électrique, comportant un empilement de plusieurs composants d‘induction magnétique conformes à l’invention, l’espace entre chaque circuit d’induction magnétique plan et la ferrite périphérique du circuit magnétique, est réduit à l’épaisseur de l’enrobage augmentée d’un léger un jeu fonctionnel permettant le montage des composants d’induction magnétique. Le champ magnétique est donc plus important, car les circuits d’induction magnétique peuvent être plus proches du circuit magnétique. La machine d’induction magnétique est donc plus compacte et présente un meilleur rendement.More particularly, in the case of a magnetic induction machine, for example of the electric transformer type, comprising a stack of several magnetic induction components in accordance with the invention, the space between each planar magnetic induction circuit and the peripheral ferrite of the magnetic circuit, is reduced to the thickness of the coating increased by a slight functional play allowing the assembly of the magnetic induction components. The magnetic field is therefore more important, because the magnetic induction circuits can be closer to the magnetic circuit. The magnetic induction machine is therefore more compact and has a better efficiency.
L’enrobage complet du feuillard découpé permet également avantageusement de remonter le seuil de tension d’apparition de décharges partielles. En effet le champ électrique le plus intense se manifeste d’abord sur les arêtes (effet de pointe) du ou des feuillards. Celles-ci étant enrobées de résine, l’air ambiant est séparé de ces arêtes par l’épaisseur de ladite résine. Le champ électrique est donc moins intense au niveau desdites arêtes. Ceci permet ainsi d’augmenter la tension de service du composant d’induction magnétique sans risque d’apparition de décharges partielles. Le composant d’induction magnétique peut ainsi commuter plus de puissance.The complete coating of the cut strip also advantageously makes it possible to raise the voltage threshold for the appearance of partial discharges. In fact, the most intense electric field first appears on the edges (point effect) of the strip(s). These being coated with resin, the ambient air is separated from these edges by the thickness of said resin. The electric field is therefore less intense at said edges. This thus makes it possible to increase the service voltage of the magnetic induction component without risk of the appearance of partial discharges. The magnetic induction component can thus switch more power.
L’épaisseur de l’enrobage du circuit d’induction magnétique plan est librement modulable. Le concepteur du composant d’induction magnétique peut ainsi dimensionner plus finement et de manière optimale ces épaisseurs, sans contrainte de choix d’une épaisseur standard d’un fabricant de film. Le composant d’induction magnétique peut ainsi être plus efficace.The thickness of the coating of the planar magnetic induction circuit is freely adjustable. The designer of the magnetic induction component can thus dimension these thicknesses more finely and optimally, without the constraint of choosing a standard thickness from a film manufacturer. The magnetic induction component can thus be more effective.
De manière facultative selon l’invention, le composant d’induction magnétique de l’invention peut également comporter les caractéristiques techniques optionnelles ci-après, prises isolément ou en combinaison :Optionally according to the invention, the magnetic induction component of the invention may also comprise the optional technical characteristics below, taken in isolation or in combination:
- L’enrobage est multicouche.The coating is multi-layered.
- Ladite résine est une résine photodurcissable.Said resin is a photocurable resin.
- La résine comporte des charges en matière inorganique.The resin contains fillers of inorganic material.
- Les charges en matière inorganique sont sectionnées parmi la liste suivante : dioxyde de silicium (Si02) et/ou alumine (Al2O3) et/ou nitrure de bore (h-BN), et/ou carbure de silicium (SiC), et/ou dioxyde de titane (TiO2).The inorganic fillers are sectioned from the following list: silicon dioxide (Si0 2 ) and/or alumina (Al 2 O 3 ) and/or boron nitride (h-BN), and/or silicon carbide (SiC) , and/or titanium dioxide (TiO 2 ).
- La résine comporte des charges ferroïques comme du titanate de baryum (BaTiO3).The resin contains ferroic fillers such as barium titanate (BaTiO 3 ).
- Le circuit d’induction magnétique plan forme une spire ou un enroulement de plusieurs spires en forme de spirale.The planar magnetic induction circuit forms a turn or a winding of several turns in the form of a spiral.
- Le circuit d’induction magnétique plan forme un serpentin à plat.The planar magnetic induction circuit forms a flat coil.
L’invention a pour deuxième objet une inductance planaire comportant au moins un composant d’induction magnétique susvisé.A second object of the invention is a planar inductor comprising at least one magnetic induction component referred to above.
L’invention a pour troisième objet un transformateur électrique comportant au moins un composant d’induction magnétique susvisé.A third object of the invention is an electrical transformer comprising at least one magnetic induction component referred to above.
De préférence, le transformateur électrique comporte un empilement d’au moins un circuit d’induction magnétique plan et d’au moins deux composants d’induction magnétique susvisés et ledit circuit d’induction magnétique plan étant pris en sandwich entre lesdits composants d’induction magnétique.Preferably, the electrical transformer comprises a stack of at least one planar magnetic induction circuit and at least two aforementioned magnetic induction components and said planar magnetic induction circuit being sandwiched between said induction components magnetic.
L’invention a pour quatrième objet un procédé de fabrication d’un composant d‘induction magnétique comprenant l’application d’une résine sur un feuillard métallique, qui a été préalablement découpé de manière à former un circuit d’induction magnétique plan, et la réticulation de ladite résine de manière à former un enrobage diélectrique, isolant électrique, qui recouvre entièrement les deux faces et les tranches du circuit d’induction magnétique plan, y compris les arêtes à la jonction entre chaque face et chaque tranche, à l’exception éventuellement d’une ou plusieurs zones de connexion électrique du circuit d’induction magnétique plan.The fourth object of the invention is a method for manufacturing a magnetic induction component comprising the application of a resin to a metal strip, which has been cut beforehand so as to form a planar magnetic induction circuit, and the cross-linking of said resin so as to form a dielectric coating, electrically insulating, which completely covers the two faces and the slices of the planar magnetic induction circuit, including the edges at the junction between each face and each slice, at the possibly excluding one or more electrical connection zones of the planar magnetic induction circuit.
De manière facultative selon l’invention, le procédé de fabrication de l’invention peut également comporter les caractéristiques techniques optionnelles ci-après, prises isolément ou en combinaison :Optionally according to the invention, the manufacturing process of the invention may also comprise the optional technical characteristics below, taken in isolation or in combination:
- La résine est photodurcissable et la réticulation est réalisée au moins en irradiant la résine au moyen d’un rayonnement lumineux.The resin is photocurable and crosslinking is achieved at least by irradiating the resin with light radiation.
- L’enrobage est un enrobage multicouche obtenu par formation itérative de plusieurs couches superposées de résine réticulée.The coating is a multi-layer coating obtained by iterative formation of several superimposed layers of cross-linked resin.
- Dans une première variante, la résine est déposée sous forme liquide par pulvérisation sur le circuit d’induction magnétique plan.In a first variant, the resin is deposited in liquid form by spraying on the planar magnetic induction circuit.
- Le procédé comprend la succession d’étapes suivantes : (a) pulvérisation de la résine sur les deux faces, les tranches et les arêtes à la jonction entre chaque face et chaque tranche du le circuit d’induction magnétique plan, (b) réticulation de ladite résine, de manière à former une couche d’enrobage diélectrique recouvrant entièrement les deux faces et les tranches du circuit d’induction magnétique plan, y compris les arêtes à la jonction entre chaque face et chaque tranche, à l’exception éventuellement d’une ou plusieurs zones de connexion électrique du circuit d’induction magnétique plan.The method comprises the following succession of steps: (a) spraying of the resin on the two faces, the edges and the edges at the junction between each face and each edge of the planar magnetic induction circuit, (b) crosslinking of said resin, so as to form a layer of dielectric coating entirely covering the two faces and the slices of the planar magnetic induction circuit, including the edges at the junction between each face and each slice, with the possible exception of one or more electrical connection zones of the planar magnetic induction circuit.
- La succession d’étapes (a) et (b) est réitérée plusieurs fois de manière à former une couche d’enrobage supplémentaire à chaque itération.The succession of steps (a) and (b) is repeated several times so as to form an additional coating layer at each iteration.
- Dans une deuxième variante, on immerge, dans un bain de résine liquide, le circuit d’induction magnétique plan obtenu par découpe d’un feuillard métallique, et on procède à une réticulation de la résine pendant que le circuit d’induction magnétique plan est immergé, de manière à obtenir un enrobage diélectrique qui recouvre entièrement les deux faces et les tranches du circuit d’induction magnétique plan, y compris les arêtes à la jonction entre chaque face et chaque tranche, à l’exception éventuellement d’une ou plusieurs zones de connexion électrique du circuit d’induction magnétique plan.In a second variant, the planar magnetic induction circuit obtained by cutting a metal strip is immersed in a bath of liquid resin, and the resin is cured while the planar magnetic induction circuit is immersed, so as to obtain a dielectric coating which entirely covers the two faces and the slices of the planar magnetic induction circuit, including the edges at the junction between each face and each slice, with the possible exception of one or more electrical connection areas of the planar magnetic induction circuit.
- La réticulation de la résine est obtenue en réalisant plusieurs opérations de réticulation successives et en déplaçant le circuit d’induction magnétique plan dans le bain de résine liquide avant chaque opération de réticulation, de manière à former, à chaque opération de réticulation, une couche additionnelle de l’enrobage multicouche.The crosslinking of the resin is obtained by carrying out several successive crosslinking operations and by moving the planar magnetic induction circuit in the bath of liquid resin before each crosslinking operation, so as to form, at each crosslinking operation, an additional layer. multilayer coating.
- Pour obtenir un enrobage complet du circuit d’induction magnétique plan, on réalise, dans une première phase, un enrobage partiel du circuit d’induction magnétique plan immergé dans le bain de résine, par réticulation de la résine, ledit enrobage partiel recouvrant entièrement au moins l’une des faces du circuit d’induction magnétique plan, puis dans une deuxième phase on retourne le circuit d’induction magnétique plan et on termine l’enrobage du circuit d’induction magnétique plan immergé dans le bain de résine, par réticulation de la résine, de manière à recouvrir entièrement au moins l’autre face du circuit d’induction magnétique plan et à obtenir un enrobage final recouvrant entièrement les deux faces et les tranches du circuit d’induction magnétique plan, y compris les arêtes à la jonction entre chaque face et chaque tranche, à l’exception éventuellement d’une ou plusieurs zones de connexion électrique du circuit d’induction magnétique plan.To obtain a complete coating of the planar magnetic induction circuit, a first phase is carried out, a partial coating of the planar magnetic induction circuit immersed in the bath of resin, by crosslinking of the resin, said partial coating entirely covering at least one of the faces of the planar magnetic induction circuit, then in a second phase, the planar magnetic induction circuit is turned over and the coating of the planar magnetic induction circuit immersed in the resin bath is finished, by crosslinking of the resin, so as to completely cover at least the other face of the planar magnetic induction circuit and to obtain a final coating completely covering the two faces and the edges of the planar magnetic induction circuit, including the edges at the junction between each face and each slice, with the possible exception of one or more electrical connection zones of the planar magnetic induction circuit.
- La résine est une photodurcissable et la réticulation de la résine est réalisée au moins en irradiant le bain de résine liquide au moyen d’un rayonnement lumineux.The resin is a photocurable and the crosslinking of the resin is achieved at least by irradiating the bath of liquid resin by means of light radiation.
- Quelle que soit la variante, la résine peut de surcroît être thermodurcissable et on expose également le composant d‘induction magnétique à une source de chaleur afin d’obtenir une réticulation plus complète de la résine.Whatever the variant, the resin can additionally be thermosetting and the magnetic induction component is also exposed to a heat source in order to obtain a more complete crosslinking of the resin.
Brève description des figuresBrief description of figures
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée ci-après de plusieurs variantes de réalisation de l’invention, laquelle description détaillée est donnée à titre d’exemple non limitatif et non exhaustif de l’invention, et en référence aux dessins annexés sur lesquels :Other characteristics and advantages of the invention will appear more clearly on reading the detailed description below of several variant embodiments of the invention, which detailed description is given by way of non-limiting and non-exhaustive example of the invention. invention, and with reference to the accompanying drawings in which:
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