CEM des Convertisseurs de faible puissance

Objectif principal :

A l’issue de cette formation, le stagiaire sera capable de maîtriser les points CEM critiques lors de la conception et la mise au point d’un convertisseur.

Objectif pédagogique :

Le but de cette formation est de :            

• • Comprendre comment les perturbations conduites et rayonnées sont émises par les convertisseurs
  • Comprendre, concevoir et optimiser les différentes topologies de filtrage
  • Identifier et faire les meilleurs choix de topologies et de composants
  • Diagnostiquer les limites et “défauts” des composants critiques
  • Appliquer des astuces de conception visant à réduire les problèmes en CEM

1 – Introduction

Caractérisation CEM des équipements

Directive européenne CEM – Normes harmonisées

Mode Commun / Mode Différentiel

Pourquoi les décibels ?

Buck

Boost

Flyback

PFC

Les 5 perturbations d’un convertisseur

Enveloppe  spectrale  d’impulsions  répétitives

Densité  spectrale  d’une  impulsion

2 – Structure

Positionnement  dans  le  plan  U . I

Comparaison  conduction  continue / discontinue

Mode  discontinu  et  mode  critique  (de transition)

Attention  à  la  topologie  des  hacheurs

Réponse en fréquence d’un passe-bas d’ordre 2

Impédance d’une piste

Impédance d’un plan

Réduction  de  l’inductance  d’un  conducteur

Choix de la structure d’un filtre

La meilleur structure est celle qui désadapte le plus

3 – Perturbations conduites en mode commun

Harmonique

Réseau  de  Stabilisation  d’Impédance  de  Ligne

Séparateur  monophasé  MC – MD

Mesure des perturbations conduites

Limites en conductions de normes européennes

Perturbations  conduites  en  mode  commun

Calcul  d’une  perturbation  en  mode  commun

Réduction  de  capacité  transistor  à  radiateur

Mode commun d’une alimentation à découpage

Mode commun d’entrée à sortie

Les  3  cas  de  mode  commun  entrée  à  sortie

Mesure  du  courant  entrée  à sortie

Écrans  internes  aux  transformateurs

Écran  bobiné  anti – M.C.  primaire  à  secondaire

Faut-il  faire  flotter  les  sorties ?

Spectre en Mode Commun avant filtrage

Filtrage du mode commun

Selfs de mode commun

Proposition  pour  mesurer  un filtre  en  MC

Résonance  d’un filtre  de  M.C.

Self  minimale  de  mode  commun

Le  champ  magnétique  génère  l’induction

Saturation  d’un  tore  magnétique

Séparateur  monophasé  MC – MD

Analyse de relevé d’émission conduite en MC

4 – Perturbation de mode différentiel

Perturbation conduite en mode différentiel

Recouvrement  des  diodes

Impédance  d’un  condensateur  chimique

Calcul  d’une  perturbation  en  mode  différentiel

Impédance  des  condensateurs  non  polarisés

Spectre  en  Mode  Différentiel  avant  filtrage

Filtrage du mode différentiel

Montage  de  mesure  d’un  filtre  en MD

Résonance de la perte d’insertion en MD

Capacité  minimale  en  mode  différentiel

Amortissement  de  la  résonance  d’un  L – C

Filtrage  en  M.D.  sur  le  bus  continu

Différences  entre  RSIL  5 µH  et  50 µH

Réduction  du  bruit  par  opposition  de  phase

Analyse de relevé d’émission conduite en MD

Superposition  des  structures  de M.C. et M.D.

Amortissement  de  la  résonance  d’un  L – C

Comparaison  du  filtrage  DC-DC  /  AC-DC

5 – Emission rayonnée

Propagation  des  champs  électromagnétiques

Champ proche / champ lointain

Rayonnement d’une petite boucle

Rayonnement d’un petit fouet ou de dipôle court

Perturbations  rayonnées  par  un  convertisseur

Sources  des  problèmes  en  émission  rayonnée

Rôle  et  calcul  des  « snubbers »

Mise  au  point  pratique  d’un  « damper »  (R – C)

Rayonnement  du  câble  d’alimentation

Réalisation  d’une  pince  courant  HF  sensible

Evaluation  de  l’émission  rayonnée  en  VHF

Méthode  de  réduction  de  l’émission  rayonnée

6 – Immunité

Surtension  à  la  mise  sous  tension

Suppression  de  la  surtension  à  l’enclenchement

Protection  contre  l’inversion  de  tension  continue

Immunité  aux  variations  et  creux  de  tension

Instabilité d’un convertisseur DC – DC

Deux  normes  d’immunité  aux  surtensions

Limiteurs de surtensions

Dimensionnement  d’une varistance

Protection  des  surtensions  par  varistance

Où  installer  une  varistance  en  M.D. ?

Dimensionnement  d’un Transzorb

Immunité  aux  surtensions  de  longue  durée

Les  3  méthodes  de  protection  en  MC  HF

Câbles blindés et coaxiaux

Terminaison des blindages

Raccordement des connecteurs blindés

7 – Conclusion

La  « Bible » de  la  simulation  pratique

Bibliographie  CEM  française

Bibliographie  CEM  en  langue  anglaise

 

Ingénieurs et techniciens concepteurs en électronique

Bac +2 en électronique ou électrotechnique

Action de formation :
• Support de cours
• Exercices pratiques
• Démonstrations pratiques si possible
Evaluation des acquis :
• QCM en fin de session

Formation d’adaptation et de développement des compétences dispensée en présentiel
Programme adaptable en durée et contenu en intra entreprise
Attestation de fin de formation

Formateur et consultant terrain de plus de 10 ans d’expérience