CEM des convertisseurs

Objectifs

Les objectifs de la formation CEM des convertisseurs :

- Maîtriser les points CEM critiques lors de la conception et la mise au point d'un convertisseur

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

Programme

1/ Introduction

•  L’échelle des décibels


• Modes commun et différentiel


• Spectre fréquentiel bande étroite


• Densité spectrale d’une impulsion


• Modes de détection et CISPR


• Réseaux fictifs (RSIL), pince de courant


• Limites civiles, militaires et DO160


• Spécificités en aéronautique


• Les 5 types de perturbations


• Charte de réactance BF


• Le plan U.I.

2/ Immunité des convertisseurs

• Surtension à l’enclenchement


• Protection en entrée


• Normes d’immunité aux surtensions


• Varistances et leur mise en œuvre


• Protection d’un PFC ou d’un boost


• Modélisation d’une onde de choc


• Risques liés aux optocoupleurs


• Routage d’un circuit de commande


• Conduction continue / discontinue

3/ Convertisseurs de puissance

• MC et MD d’un pont de Graetz


• Distorsion de l’onde d’alimentation


• Facteurs de puissance et de forme


• Distorsiomètre et mesure de THD


• Effets d’un PFC sur la CEM


• Pont dodécaphasé à autotransfo


• Recouvrement des diodes


• Rôles et calcul de snubber / damper


• Pertes de commutation et SOA


• Convertisseurs multi-niveaux

4/ Perturbations de mode commun

• Calcul d’une perturbation en MC


• Réduction des capacités « chaudes »


• Courants de MC sur câble interne


• Mode commun entrée à sortie


• Faut-il faire flotter les sorties ?


• Les 3 cas de MC entrée à sortie


• Transformateurs à écran


• Conception d’un écran bobiné


• Alimentation sans inductance de MC


• Séparateur monophasé MC / MD


• Spectre émis avant filtrage


• Perte d’insertion en MC


• Choix de filtre simple / double cellule


• MC d’un pont en H / conversion de mode


• Saturation d’une inductance de MC


• Méthodes de mesure et d’analyse


• Clés de la CEM d’un gros convertisseur


• Pièges des filtres d’alim en MC


• Câblage et optimisation en MC

5/ Perturbations de mode différentiel

• Impédance d’un condensateur


• Calcul d’une perturbation en MD


• Impédance d’inductance / condensateur


• Câblage et erreurs d’un filtre de CEM


• Spectre en MD avant filtrage


• Perte d’insertion et résonance en MD


• Choix de simple / double cellule


• Amortissement d’un L-C en MD


• Filtrage d’un bus continu


• MD induit par champ magnétique


• Effets des RSIL 5 µH / 50 µH


• Pièges des filtres d’alim en MD


• Réduction de bruit par multiphases


• Filtre définitif MC + MD


• Analyse d’un spectre mesuré


• Filtrage optimal d’une petite alim

6/ Rayonnement des convertisseurs

• Rayonnement en champ E et H


• Petite boucle / petit fouet


• Rayonnement du câble d’alimentation


• Pot magnétique et rayonnement BF


• Risque d’oscillation d’un pont en H


• Sources de rayonnement HF


• Réduction du bruit à la source


• Drivers d’IGBT ou super-jonctions


• Pièges en émission rayonnée


• Réalisation d’une pince sensible


• Évaluation de l’émission rayonnée


• Analyse et réduction de l’émission

7/ Composants et structures

• Effet de peau d’un fil en alternatif


• Champ et induction magnétiques


• Perméabilités magnétiques µ’ et µ’’


• Épaisseur de peau dans le ferrite


• Mesure des perméabilités µ’ et µ’’


• Ferrites à fort µr et nanocristallin


• Saturation d’un tore magnétique


• Capacité selon méthode de bobinage


• Inductance à flux compensé (PFC)


• Haute tension / Courbe de Paschen


• Rôles d’un entrefer et µ apparent


• Mesure d’inductance selon le courant


• Matériaux à entrefers répartis


• Matériau amorphe / « mag amp »


• Mesures scalaires d’un transfo


• Champ magnétique dans un transfo


• Inductance de fuite / entrelacement


• Pertes cuivre supplémentaires


• Circuits magnétiques planar


• Couplages entre secondaires


• Mise de condensateurs en parallèle


• Circuits sur SMI


• Réduction des pertes / abaisseur


• Alimentations capacitives


• Choix d’une sonde différentielle


• Résonance série / parallèle


• Simulation SPICE en MD et en MC