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)
• Limites civiles, militaires et DO160
• Spécificités en aéronautique
• Les 5 types de perturbations
• Charte de réactance BF
• Le plan U.I.


2 – Sources de perturbations dans le convertisseur
• Analyse de la commutation du Buck ou Half Bridge 
• Identification des boucles critiques dans le Buck
• Simulation temporelle des pertrubations
• Paramètres influençant les perturbations 
• Recouvrement des diodes
• Attention aux éléments parasites
• Type de conduction


3 – Auto-perturbation de la commande
• Composants émergeants
• Effets Miller de MOSFETs de puissance à SJ
• Mise en parallèle de transistors
• Distorsion du signal PWM en entrée du Driver
• Risque des optocoupleurs linéaires
• Equipotentialité des circuits de commande
• Drivers actifs


4– Immunité des convertisseurs
• Surtension à l’enclenchement
• Le risque de latch-up
• Normes d’immunité aux surtensions
• Varistances et leurs mises en œuvre
• Protection d’un PFC ou d’un boost
• CTP et fusibles réarmables
• Conseils pour l’immunité


5 – Convertisseurs de puissance
• Facteurs de puissance et de forme
• Distorsiomètre et mesure de THD
• Effets d’un PFC sur la CEM
• Pont dodécaphasé à autotransfo
• Rôles et calcul d’un snubber
• Convertisseurs multi-niveaux


6 – 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 interne
• Choix d’un écran de MC bobiné
• Alimentation sans self de MC
• Séparateur monophasé MC / MD
• Spectre émis avant filtrage
• Perte d’insertion en MC
• Choix de simple / double cellule
• Mode commun d’un pont en H
• Saturation d’une self de MC
• Méthodes de mesure et d’analyse
• Mode commun induit par champ H
• Pièges des filtres d’alim en MC
• Méthode d’optimisation en MC


7 – Perturbations de mode différentiel
• Impédance d’un condensateur
• Calcul d’une perturbation en MD
• Maîtrise du câblage
• Critiques d’un filtre de CEM
• Spectre en MD avant filtrage
• Perte d’insertion en MD
• Choix de simple / double cellule
• Amortissement d’un L-C en MD
• Filtrage sur 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
• Influence de la puissance fournie
• Filtrage optimal d’une petite alim
• Filtrage typique et mise au point d’un filtre CEM


8 – 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 et réduction du rayonnement HF
• Revue du tracé d’un convertisseur
• Réalisation d’une pince sensible
• Évaluation de l’émission rayonnée
• Méthodologie de réduction de l’émission rayonnée


9 - Composants et structures
• Effet de peau d’un fil en alternatif
• Champ et induction magnétiques
• Perméabilités magnétiques µ’ et µ’’
• Saturation d’un tore magnétique
• Capacité : Méthode de bobinage
• Inductance à flux compensé (PFC)
• Bobinage haute tension
• Rôles d’un entrefer et µ apparent
• Matériaux à entrefers répartis
• Champ magnétique dans un transfo
• Self de fuite / bobinages entrelacés
• Couplages entre secondaires
• Mise de condensateurs en parallèle
• Convertisseur à résonance


10 - Simulation fréquentielle des émissions conduites
• Méthode des asymptotes en conversion d’énergie
• Générateur enveloppe en mode commun
• Couplage et modélisation d’un convertisseur en MC
• Simulation d’émission en MC et filtrage
• Générateur enveloppe en mode différentiel
• Couplage et modélisation d’un convertisseur en MD
• Simulation d’émission en MD et filtrage


11 - Modélisation Multiphysiques
• Nouveaux Défis de la conception des convertisseurs
• Optimisation Multiphysiques des convertisseurs
• Outils disponibles
• Comparaisons Simulations / Mesures