Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
Auteur(s)
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François COSTA : Agrégé de Génie électrique - Docteur en sciences physiques de l’Université d’Orsay Paris-Sud - Maître de conférences à l’École normale supérieure de Cachan
-
Gérard ROJAT : Docteur de troisième cycle de l’Université Paul-Sabatier (Toulouse) - Docteur d’État en sciences physiques de l’Université Claude-Bernard (Lyon) - Professeur à l’Université Lyon-I
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Cet article s’attache à décrire les principes de réduction des perturbations électromagnétiques des convertisseurs statiques et introduit les méthodes de simulation ; l a prise en considération de la CEM dans la conception d’un convertisseur statique est devenue une réalité plus ou moins bien maîtrisée. Elle demande au concepteur une bonne pluridisciplinarité, tant pour ce qui est du domaine de la conversion statique (connaissance des techniques pour accroître le rendement, les performances statiques et dynamiques, la compacité) que pour ce qui est du domaine de la CEM (connaissance des phénomènes, optimisation des formes d’onde, minimisation des couplages, respect des gabarits de normes, susceptibilité électromagnétique), et enfin de la métrologie (haute fréquence et fort courant) associée à ces domaines.
Les outils de simulation ne permettent actuellement de traiter la CEM des convertisseurs statiques que partiellement. Les logiciels utilisés sont de type «circuit » en ce qui concerne les perturbations conduites et spécifiques pour les perturbations rayonnées. Une tendance émergente est l’apparition de logiciels de calculs des éléments parasites de câblage ou de phénomènes rayonnés. Cependant, pour en faire de véritables outils de CAO (Conception assistée par ordinateur), ces logiciels souffrent encore de limitations quant aux modèles disponibles, aux fonctionnalités et au temps de calculs. Enfin, ils n’ont pas encore un aspect totalement intégré comme cela existe pour la CAO en électronique des courants faibles. Cependant, les améliorations sont rapides et les puissances de calcul s’accroissant, les logiciels de CAO en électronique de puissance intégrant tous les aspects CEM seront bientôt une réalité.
Après avoir explicité les phénomènes de génération et de transmission des perturbations dans les convertisseurs statiques dans l’article CEM : sources de perturbations, couplages, SEM [34], cet article expose, dans une première partie, quelques principes de réduction des parasites électromagnétiques, en agissant à la source ou sur les couplages. La seconde partie est consacrée aux méthodes de simulation des perturbations conduites et rayonnées ; les principes de constitution des modèles des composants actifs, passifs et du câblage sont abordés ; les principales techniques de simulation sont évoquées.
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Conclusion
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2. Simulation de la CEM des convertisseurs statiques
2.1 Objectifs et spécificités de la simulation en électronique de puissance orientée CEM
Les objectifs assignés à la simulation CEM en électronique de puissance sont de trois ordres :
-
représenter l’évolution des grandeurs temporelles du convertisseur afin de mettre en évidence soit des régimes parasites haute fréquence donc aisément couplés, soit des surcontraintes dans les composants de la structure (surtensions ou surintensités), l’objectif étant de pouvoir les minimiser dès la conception ;
-
représenter les courants parasites conduits dans un réseau et les champs rayonnés dans l’environnement selon les protocoles normalisés (réseau stabilisé d’impédance de ligne, antennes de champs proches ou lointains) ; dans ce cas, la simulation doit aboutir à la représentation spectrale des perturbations, partant de la connaissance de la structure et de son implantation physique ; l’objectif est de type CAO avec a priori ;
-
prévoir les dysfonctionnements possibles, notamment dans les commandes rapprochées des interrupteurs ; l’objectif est orienté vers l’analyse et la caractérisation des effets perturbateurs.
2.1.1 Modélisation orientée « circuit »
La simulation en électronique de puissance fait appel à la modélisation de type « circuit », pratique maintenant bien connue des électroniciens de puissance [17] [18]. La démarche...
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Simulation de la CEM des convertisseurs statiques
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - COSTA (F.) - Contribution à l’étude des perturbations conduites dans les convertisseurs statiques haute fréquence. - Thèse de doctorat de l’université Paris-Sud Orsay, avril 1992.
-
(2) - PUZO (A.) - Contribution à l’étude des perturbations rayonnées dans les convertisseurs haute fréquence. - Thèse de doctorat de l’École Centrale de Lyon, juin 1992.
-
(3) - LEFEBVRE (S.), FOREST (F.) , COSTA (F.), CHANTE (J.P.) - Optimisation de la commande de l’IGBT utilisé en quasi-résonnance. - Revue Générale de l’Électricité, p. 23-31, fév. 1994.
-
(4) - LAVEUVE (E.) - Modélisation des transformateurs des convertisseurs haute fréquence. - Thèse de doctorat de l’INPG, sept. 1991.
-
(5) - COGITOR (B.) - Recherche des circuits équivalents pour les composants magnétiques haute fréquence. - Thèse de doctorat de l’INPG, juill. 1994.
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...
ANNEXES
DULOUNG (C.) - Modélisation comportementale des perturbations électromagnétiques en électronique de puissance : signature CEM d'une cellule de commutation. - Université de droit, d'économie et des sciences (Aix-Marseille) (2001).
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