bonjour · 2017. 10. 4. · condensateur, appelé capacité parasite ... une différence de tension...

BsrCEM120040330.ppt

Cours CEM Formation FEE 2008-2009

1

Bonjour !

BsrCEM120040330.ppt


2

Au programme aujourd’hui

Couplage des perturbations

classifications

couplage par conduction couplage capacitif couplage inductif rayonnement lointain

BsrCEM120040330.ppt


3


Le couplage d'une source à une victime se fait de 2 manières

couplage par conduction électrique (ou par impédance commune) fils reliant les capteurs, les commandes ou les alimentations à la « victime »

couplage par rayonnement électromagnétique se manifestant par un champ magnétique et un champ électrique associés agissant sur une antenne, à travers les ouvertures des blindages, ou sur les fils extérieurs se propageant ensuite dans la « victime » par conduction

Couplage

Conduction Rayonnement

BsrCEM120040330.ppt


4


Le couplage par rayonnement diffère selon la distance

champ lointain effet d’antenne

champ proche couplage inductif couplage capacitif

Couplage

Conduction Rayonnement

Champ procheChamp lointain

CapacitifInductif

BsrCEM120040330.ppt


5

Couplage des perturbations Ces différents modes de couplage agissent simultanément

le classement par modes de couplage facilite la compréhension et l’analyse

Tous ces couplages n’existent qu’en régime impulsionnel ou sinusoïdal Seul le couplage par conduction existe également en courant continu (DC)

BsrCEM120040330.ppt


6

Couplage des perturbations Les courants ont deux modes de propagation dans les circuits bifilaires

mode différentiel le courant se propage sur l’un des conducteurs, passe à travers l’appareil, et revient à la

source par un autre conducteur

c’est le mode normal de fonctionnement d’une liaison électrique il est difficile de filtrer une perturbation en mode différentielle si le signal utile est aussi rapide

que la perturbation il faut donc éviter que ce mode de couplage puisse se produire

ce mode de couplage se produit par exemple lorsque la perturbation est superposée à une alimentation (harmoniques) lorsque la perturbation crée un courant supplémentaire dans la boucle

BsrCEM120040330.ppt


7

Couplage des perturbations Les courants ont deux modes de propagation dans les circuits bifilaires

mode commun le courant se propage sur tous les conducteurs dans le même sens et revient par la masse,

par exemple via les capacités parasites

c’est le cas le plus fréquent de transmission des perturbations par exemple pour les câbles, car le fil de signal et le fil de retour sont proches et reçoivent la

même perturbation

BsrCEM120040330.ppt


8

Couplage par les câbles Les perturbations captées par un fil sont conduites à l’intérieur de l’appareil

Couplage par impédance commune Ce couplage est réalisé par une

impédance commune Z au circuit coupable au circuit victime

Pour réduire cette action, on peut diminuer la tension parasite diminuer l’impédance commune

Le couplage est dû à la présence d’un circuit commun entre différents appareils

le circuit d’alimentation le circuit de masse le réseau de protection PE, PEN

Couplage par conduction

BsrCEM120040330.ppt


9

Couplage par conduction Exemple

2 équipements partagent la même alimentation avec mise à masse un courant perturbateur circule dans le câble PE de mise à masse l’origine peut être

un courant à 50 Hz dû à un défaut d’isolement ou à des capacités parasites un coup de foudre une décharge électrostatique ou une impulsion à haute fréquence

le câble PE a une impédance non nulle (inductance de 1µH/m) les deux équipements sont soumis à une différence de potentiel UA-UB indésirable

BsrCEM120040330.ppt


10

Couplage par rayonnement Les perturbations rayonnées sont

véhiculées par le milieu ambiant transmises par couplage inductif ou capacitif

Couplage inductif un courant électrique circulant dans un

conducteur crée un champ magnétique qui rayonne autour de lui

toute boucle formée par un conducteur électrique soumise à ce champ magnétique voit apparaître une tension induite U à ses bornes

la tension induite est d’autant plus élevée que la fréquence augmente

BsrCEM120040330.ppt


11

Couplage par rayonnement Les perturbations rayonnées sont

véhiculées par le milieu ambiant transmises par couplage inductif ou capacitif

Couplage capacitif une tension électrique appliquée entre un

circuit électrique (câble, composant, …) et un autre circuit proche ou éloigné crée un champ électrique qui rayonne autour de lui

ce champ électrique génère un courant entre ces 2 circuits

l’ensemble se comporte comme un condensateur, appelé capacité parasite

le courant capacitif est d’autant plus élevé que la fréquence augmente

BsrCEM120040330.ppt


12

Couplage par rayonnement Un conducteur parcouru par un courant alternatif génère un rayonnement

électromagnétique composé d’un champ électrique E et d’un champ magnétique H dont les directions sont perpendiculaires

Un conducteur soumis à un champ électromagnétique reçoit une énergie électrique

c’est le principe de l’antenne

BsrCEM120040330.ppt


13

Couplage par rayonnement A faible distance, les champs magnétique et inductif agissent séparément A grande distance, les champs magnétique et inductif agissent ensemble (antenne) La limite dépend de la longueur d’onde, donc de la fréquence de la perturbation

distance limite : où

dans l’air, v = 300’000 km/s, donc : [m]

fréquence[MHz]

limite[m]

1 ~50

30 ~1,6

100 ~0,5

300 ~16

1’000 ~0,05

BsrCEM120040330.ppt


14

Couplage inductif Un courant variable circulant dans un conducteur génère un champ magnétique

variable autour dudit conducteur

Le champ magnétique variable qui traverse un circuit fermé induit une tension dans cette boucle

mode différentiel le circuit peut être formé de 2 conducteurs transportant un signal

mode commun ce peut être aussi 1 conducteur et la masse

le couplage (l’inductance mutuelle) dépend de la surface de l’orientation de la boucle « victime »

BsrCEM120040330.ppt


15

Couplage inductif

Pour réduire cette action, on peut diminuer le courant émetteur diminuer le couplage (réduction de surface) torsader les paires aller-retour

i

+ - ++Ui -Ui

0.0

Ui

Ri

RLUV

RS

US

MSV

Ls

Lv

S

UP = jωMSVIS

BsrCEM120040330.ppt


16

Un couplage capacitif existe entre un circuit électrique et un circuit proche

par exemple 2 conducteurs électriques le primaire et le secondaire d’un transformateur

une différence de tension variable entre ces deux circuits va générer un courant électrique de l’un vers l’autre à travers la capacité parasite

en régime impulsionnel :

en régime sinusoïdal :

ce courant parasite est d’autant plus élevé que la fréquence de la tension est élevée totalement négligeables en 50 Hz, ce couplage a une importance perturbatrice

considérable en haute fréquence

Couplage capacitif

BsrCEM120040330.ppt


17

Couplage capacitif La tension parasite Up existant entre une carte électronique et la masse (châssis)

génère un courant entre eux par l’intermédiaire de la capacité parasite Cp

circulant dans les circuits de la carte, ce courant peut provoquer des dysfonctionnements

Le couplage capacitif entre électronique et châssis est appelé « effet de main » la carte fonctionne lorsque personne ne s’en approche des perturbations apparaissent et augmentent

lorsqu’on approche la main la capacité parasite augmente lorsque

la distance diminue ces perturbations disparaissent dès que

la main touche la masse dès qu’elle est à la masse, la main fait écran

pour réduire l’effet diminuer la tension parasite en raccordant le

circuit principal de la carte au châssis protéger la carte par un écran (blindage)

BsrCEM120040330.ppt


18

Exercices Exercice 3.1

dans un convertisseur de puissance, une piste de circuit imprimé en cuivre a une largeur de 1 mm et une épaisseur de 35 µm. Sur une distance de 10 cm, elle est parcourue par le courant d’un transistor de puissance.

le transistor commute un courant de 10 A à 16 kHz. Le taux d’enclenchement est de 25%. Les temps de montée et de descente est de 50 ns.

Calculer et représenter la tension qui apparaît sur cette piste

Exercice 3.2 2 câbles (diamètre 4 mm) cheminent au sol et

sont en parallèle sur 1 m l’armature de la dalle, mise à terre, se trouve à 15 cm sous la surface

l’ouverture d’un contact provoque un transitoire de 20 A dans un des conducteurs, avec un tempsde montée de 5 ns

quelle est la perturbation dans l’autre conducteurs’il est distant de 10 cm du premier ?

BsrCEM120040330.ppt


19

Merci de votre attention !

bonjour · 2017. 10. 4. · condensateur, appelé capacité parasite ... une différence de tension...

Documents