Convertisseurs de puissance, de la conception au filtrage CEM

La conception et le filtrage CEM (Compatibilité Électromagnétique) sont des aspects essentiels dans le développement des convertisseurs de puissance afin de garantir leur bon fonctionnement, leur efficacité et leur conformité aux normes et réglementations en matière d'émissions électromagnétiques.

Voici une vue d'ensemble des étapes de conception et des stratégies de filtrage CEM pour les convertisseurs de puissance :

1. Conception du circuit de puissance :

   • La conception du circuit de puissance du convertisseur doit être optimisée pour minimiser les pertes de commutation et maximiser l'efficacité énergétique.
   • Les composants actifs tels que les transistors de puissance (MOSFETs, IGBTs) et les diodes doivent être choisis avec soin pour leurs caractéristiques de commutation rapides et leurs performances en termes de pertes.
   • Les circuits de commande et de régulation doivent être conçus pour assurer une réponse dynamique précise tout en minimisant les interférences électromagnétiques.

2. Disposition des composants :

   • Une disposition soigneuse des composants sur le circuit imprimé est cruciale pour réduire les boucles de courant et les couplages capacitifs, ce qui peut contribuer à la réduction des émissions électromagnétiques.
   • Une séparation adéquate entre les composants haute tension et basse tension est importante pour éviter les problèmes d'isolement et de couplage capacitive.

3. Filtrage des signaux de commande et de commutation :

   • Les circuits de commande et de commutation du convertisseur de puissance doivent être filtrés pour réduire les harmoniques et les bruits de commutation susceptibles de générer des émissions électromagnétiques.
   • Des filtres LC (inductance-capacité) peuvent être utilisés pour atténuer les harmoniques de commutation et lisser les signaux de commande.

4. Filtrage des lignes d'alimentation :

   • Les lignes d'alimentation du convertisseur de puissance doivent être filtrées pour réduire les interférences électromagnétiques provenant du réseau électrique.
   • Des filtres d'entrée comprenant des inductances, des condensateurs et éventuellement des filtres de ligne peuvent être utilisés pour atténuer les harmoniques et les transitoires.

5. Conception des circuits imprimés :

   • Les circuits imprimés du convertisseur de puissance doivent être conçus avec une attention particulière aux aspects CEM, notamment en minimisant les boucles de courant, en utilisant des plans de masse appropriés et en évitant les pistes de signal longues et enroulées.

6. Tests de conformité CEM :

   • Une fois le convertisseur de puissance conçu et fabriqué, il doit être soumis à des tests de conformité CEM pour s'assurer qu'il respecte les limites d'émissions électromagnétiques spécifiées par les normes et les réglementations applicables.

En suivant ces étapes de conception et en mettant en œuvre des stratégies de filtrage CEM appropriées, les concepteurs de convertisseurs de puissance peuvent développer des produits qui répondent aux exigences de compatibilité électromagnétique tout en offrant des performances élevées et une efficacité énergétique optimale.