Maîtriser la CEM des convertisseurs à découpage

Objectifs

• Comprendre la nature des phénomènes CEM liés aux convertisseurs à découpage.
• Analyser les sources de perturbations conduites et définir un filtrage efficace en mode différentiel et en mode commun.
• Définir les sources de rayonnement et mettre en œuvre les solutions adaptées.
• Prendre en compte les contraintes pertes/ niveau de perturbations

Stagiaires

Ingénieurs et techniciens de tous secteurs en charge de la conception, de l'intégration des convertisseurs à découpage.

Pré-requis

Etre titulaire d'un diplôme d'ingénieur ou de technicien (ou équivalent) dans les domaines: électrique/électronique/électrotechnique.

Moyens pédagogiques

Supports de présentations des exposés, cas pratiques, études de cas, maquettes de démonstration, moyens d’essais pour les formations pratiques.

Evaluation, sanction

Modalités d’évaluation : Questionnaire d’évaluation sous forme de QUIZ

Sanction de la formation : Attestation de fin de formation

Présentation

Ce stage passe en revue les différentes règles de conception des convertisseurs à découpage. Les règles CEM de conception et d'intégration sont mises en évidence et décrites. Il permet également de définir des méthodes claires d'optimisation de ces convertisseurs telles que : les techniques de réduction des dv/dt et di/dt, le filtrage en modes commun et différentiel avec les structures de filtres les plus adaptés, le blindage des champs électriques et magnétiques.

Il reprend également des exemples précis, basés sur des cas concrets issus des essais d'investigation et de pré qualification.

Des simulations, manipulations et applications pratiques mettent en évidence les aspects importants à prendre en compte en phase de conception au regard de toutes les autres contraintes applicables avec une bonne maîtrise des coûts.

Programme

1 - Identifier les structures de convertisseurs et performances CEM typiques

• Présentation de plusieurs structures d’électronique de puissance : pont de diodes, buck, boost, inverter, CUCK, SEPIC…
• Caractéristiques principales et particulières des semi-conducteurs utilisés (recouvrement des diodes, IGBTs et courts-circuits, MOSFET et avalanche,…)
• Modes de conduction (Conduction discontinue DCM, conduction continue CCM, conduction limite DCM/CCM)
• Présentation des modes de contrôle par courant crête ou courant moyen 
• Sources d’émissions "surprises"

2 - Définir les couplages CEM dans un convertisseur

• Conduction par les fils
• Impédance commune
• Couplage capacitif
• Rayonnements
• Diaphonies
• Couplage « annexe »
• Sources de bruits dans un convertisseur et couplages associés 

3 - Expliquer les formes d’ondes et spectres des courants et tensions, les snubbers et les spécificités des drivers

• Les formes d’ondes et spectres des courants et tensions
  • Tracé des tensions et courants
  • Décomposition spectrale
  • Influence des fronts
  • Fourier versus analyseur de spectre
• Les snubbers
  • Snubbers simples : RC et RCD
  • Snubber pour thyristor
• Les spécificités des drivers

4 - Présenter stabilité et CEM

• Critère de Middlebrook
• Maîtrise du bruit
• Quelques étapes en design
• Quelques étapes en intégration

5 - Préciser les filtres

• Eléments d’un filtre
• Rupture d’impédance
• Quelques précautions

6 - Expliquer commande moteur et CEM

• Capacités de mode commun du moteur et filtrage de mode commun
• Proximité des signaux et de la puissance