Présentation

La quatrième partie de cette série d'articles expose quelques points de vue sur les émissions rayonnantes générées par les convertisseurs de puissance, en particulier ceux utilisés dans les domaines industriel et automobile, lors de la commutation.

Perturbations électromagnétiques par rayonnement (EMI), est un problème qui se pose dynamiquement dans un environnement particulier, lié aux effets parasites à l'intérieur des convertisseurs de puissance, à la disposition des circuits et à la répartition des composants, ainsi qu'au système global dans lequel ils se trouvent en fonctionnement. Par conséquent, du point de vue de l'Ingénieur de conception, le problème de l'EMI rayonnant est souvent plus difficile et complexe, en particulier lorsque la carte mère du système utilise plusieurs niveaux de puissance DC / DC. Il est essentiel de comprendre les mécanismes de base de l'EMI radiatif, ainsi que les exigences de mesure, la gamme de fréquences et les limites correspondantes. Cet article se concentre sur ces aspects et présente les résultats de l'appareil de mesure EMI de rayonnement ainsi que deux convertisseurs DC / DC abaisseur de tension.

Couplage de champ proche

La figure 1 donne une vue d'ensemble des modes de couplage EMI de base entre la source de bruit et le circuit perturbé, en particulier le couplage inductif ou à champ H nécessitant une source de courant variable dans le temps de di / DT plus élevée et deux boucles de couplage magnétique (ou fils parallèles avec voie de retour). D'autre part, le couplage capacitif ou e - field nécessite une source de tension variable dans le temps plus élevée en DV / DT et deux plaques métalliques immédiatement adjacentes. Les deux mécanismes appartiennent au couplage en champ proche, où la source de bruit est très proche du circuit perturbé et peut être mesurée à l'aide d'un renifleur en champ proche.

Par exemple, les interrupteurs de puissance modernes, en particulierNitrure de galliumTransistors à base de (Gan) et de carbure de silicium (sic) ayant une capacité de sortie COSSFaible, charge de grille QGMoins, capable de Commuter avec les taux de conversion DV / DT et di / dt. Les circuits adjacents ont une forte probabilité de couplage de champs H et e et de diaphonie. Cependant, lorsque l'inductance mutuelle ou la capacité diminue, l'espacement des structures de couplage augmente et le couplage en champ proche diminue considérablement.

Couplage de champ lointain

Une onde électromagnétique typique (EM) se propage sous la forme d'une combinaison de champs e et H. La structure du champ près de la source de l'antenne rayonnante est un mode tridimensionnel complexe. Analysé plus loin à partir de la source de rayonnement, l'onde em dans la région de champ lointain est composée de composantes de champ e et de champ H orthogonales entre elles et à la direction de propagation. La figure 2 montre cette onde plane, qui représente la référence principale du rayonnement EMI, soumis à différents critères de rayonnement.