Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
Cet article dresse un bilan des différentes technologies utilisables pour la mesure de courant en s’appuyant sur les exemples d’applications spécifiques à l’électronique de puissance. Les capteurs de courant permettent de garantir la fiabilité et la qualité de fonctionnement des systèmes. Le domaine de l’automobile, tout comme celui des transports, a de plus en plus recours à ces composants dont les performances et les exigences ont considérablement évolué ces dernières années.
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Lire l’articleAuteur(s)
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François COSTA : Professeur des universités à l’IUFM de Créteil
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Patrick POULICHET : Enseignant-chercheur ESIEE
INTRODUCTION
Le marché du capteur de courant s’est fortement développé ces dernières années : de nouvelles applications ayant pour objet d’améliorer la fiabilité et la qualité de fonctionnement des systèmes sont apparues, comme par exemple dans le domaine de l’automobile où l’électronique de puissance et de commande a subi un développement quasi exponentiel. Ces secteurs de grande diffusion et leurs contraintes de prix ont fait évoluer les besoins en matière de capteurs de courant, leurs performances et les contraintes qu’ils subissent. Ceux-ci font désormais appel à des techniques d’intégration proches de celles rencontrées en microélectronique, certaines fabrications intègrent un ASIC ou d’autres sont directement déposées sur un substrat de silicium. Enfin, des progrès sensibles ont été réalisés sur la fabrication des capteurs magnétiques (effet Hall, magnétorésistance géante, etc.) depuis une dizaine d’années seulement.
Outre le secteur de l’automobile déjà évoqué, les capteurs de courant sont utilisés dans d’autres secteurs des transports, (traction électrique, avionique), dans les procédés industriels mais aussi dans les domaines de l’instrumentation et de la métrologie. Pour ces derniers, la précision de mesure est un critère de grande importance.
Ce dossier se propose d’établir un état de l’art des différentes technologies utilisables pour la mesure de courant et de les situer dans quelques domaines d’application spécifiques à l’électronique de puissance.
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Capteurs de courant basés sur la mesure directe d’induction
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2. Shunt de mesure
La méthode la plus simple consiste à mesurer la tension aux bornes d’une résistance pour déterminer le courant la traversant. Cette méthode est peu onéreuse et procure une bonne précision en basse fréquence. La résistance de mesure et le circuit qui lui est associé doivent présenter une bonne stabilité en température, une bonne précision et être exempts de termes parasites (inductance série, capacité répartie) et d’effet de peau qui dégradent la réponse en haute fréquence. Ses limitations importantes sont liées à l’absence d’isolation, aux pertes d’insertion pour la mesure des forts courants et à la bande passante limitée vers les hautes fréquences. Différentes technologies existent comme précisé dans la suite.
2.1 Shunt en couches
Les résistances en couche épaisse peuvent actuellement supporter une puissance de l’ordre de la centaine de watts avec une inductance globale de l’ordre de 10 nH essentiellement due à la connectique extérieure du boîtier. Ces composants présentent une bonne stabilité ainsi qu’une faible capacité parasite . La difficulté d’utilisation est liée à la connectique du capteur. La fréquence de coupure haute (ce qui correspond à la bande passante) de ce type de composant est déterminée par la relation suivante :
avec :
- Rmesure :
- résistance de mesure
- Lparasite :
- inductance parasite de la connectique du shunt aux points de prélèvement de la tension.
La figure ...
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Shunt de mesure
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - * - Les capteurs de courant de marque LEM : http://www.lem.com/
-
(2) - * - Capteur d’induction et de courant de marque Honeywell : http://content.honeywell.com/sensing/prodinfo/current/
-
(3) - * - Résistance magnétique géante GMR : http://www.nve.com/spec/PDFs/catalog.pdf
-
(4) - * - Résistance de type shunt : http://www.caddock. com/
-
(5) - * - Capteur à effet Hall de marque Allegro : http:// www.allegromicro.com/
-
(6) - * - Les capteurs magnétiques et les capteurs de courant de marque Bell : http://www.sypris. com/stm/content.asp?page id=671
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(7)...
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