Compatibilité électromagnétique en électronique de puissance
Les convertisseurs, alimentations à découpage, onduleurs alimentant les machines électriques, sont des sources de perturbations électromagnétiques très pertubatrices, qui trouvent leur origine dans les commutations rapides des semi-conducteurs de puissance.
Cette rapidité réduit les coûts et encombrements des convertisseurs, mais seulement si la CEM est assurée. A défaut, les communications et les autres équipements électroniques sont perturbés, et la qualité du convertisseur est mise en cause. Une prise en compte tardive de la CEM conduit à des surcoûts et délais importants.
Durant la formation, on étudie comment les perturbations conduites suivent les composants et les câbles, et comment sont conçus et calculés les filtres qui les maîtrisent. On calcule aussi comment les perturbations rayonnées sont produites par résonance dans ou entre les composants de puissance, se propagent dans les milieux « isolants », sont maîtrisées par une implémentation adaptée, et si nécessaire par blindage.
On étudie des techniques CEM de commutation des semiconducteurs, d?implémentation et de câblage des électroniques, de conception des bobinages de transformateurs, inductances, ou machines électriques.
Objectifs
- comprendre comment construire la compatibilité électromagnétique (CEM) des équipements d'électronique de puissance, d'abord au niveau de la conception, puis au niveau de l'intégration, tout en réduisant les coûts de filtrage et blindage, et en améliorant la fiabilité.
- communiquer sur ces questions avec les non spécialistes afin de construire la CEM des systèmes.
Public concerné
Ingénieurs, techniciens, responsables de projets, participant à la spécification, conception, simulation, mise au point, intégration, de convertisseurs, alimentations à découpage, entrainements à vitesse variable, dans une gamme allant de 100 W à 10 MW.
Connaissances requises
- formation en mathématiques et en physique correspondant à un niveau Bac+2
- connaissances de base en électronique de puissance (acquises à l'issue de la formation PG00 page 46)
Méthodes pédagogiques
Les conférences partent de cas concrets pour fixer les ordres de grandeur, puis remontent aux causes des phénomènes en les généralisant. On évite systématiquement tout calcul mathématique complexe.
On développe une compréhension physique rigoureuse de la propagation de l'énergie électromagnétique.
| PROGRAMME |
INTRODUCTION
La source des perturbations : la commutation des semiconducteurs
MODES DIFFÉRENTIEL ET COMMUN, CONDUITS
Inductances et capacités parasites dans les circuits. Découplage, implantation, routage
Fonctionnement d?une alimentation à découpage. Calcul de ses perturbations
Capacités parasites des modules transistors, des transformateurs, des machines électriques
Mesure selon les normes. Réduction en soignant la conception. Calcul des filtres. Écrans
RÉSONANCES HAUTE FRÉQUENCE
Commandes de grille des MOS et IGBT contrôlant les di/dt et les dv/dt.
Propagation sur les lignes. Propagation dans les bobinages planars, multicouches
SUPRESSION DES RÉSONANCES H.F.
Conception et simulations CEM d'une ligne, d'un transformateur planar, d'un transformateur multicouches, et d'un entraînement électrique : onduleur, ligne, machine électrique
Conditions de non résonance. Amortissement
Topologies de conversion adaptées : Flyback, forward, pont, résonance ZVS et ZCS
RÉDUCTION DU RAYONNEMENT
Champ électrique et champ magnétique
Câbles, circuits imprimés, bobinages. Mesure des champs magnétiques et des tensions |
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Dernière mise à jour le 25/04/2013 par Supélec - Formation Continue