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EMC

Filtre LC pour émissions conduites

Conçoit un filtre LC pour les limites d'émissions conduites CISPR 22/FCC en calculant les valeurs L et C requises.

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Formule

f₀ = f / 10^(A/40), L = Z√(1/(2πf₀)²/Z)

Comment ça marche

Les émissions par conduction sont des courants de bruit à haute fréquence qui repassent par le câble d'alimentation et peuvent interférer avec d'autres équipements alimentés par la même source d'alimentation. La norme CISPR 22 Classe B limite les émissions conduites entre 150 kHz et 30 MHz à l'aide d'une mesure LISN (réseau de stabilisation d'impédance de ligne). La limite est généralement de 66 dBμV à 150 kHz, puis tombe à 56 dBμV à 500 kHz, puis plate à 60 dBμV à 30 MHz. Un filtre passe-bas LC sur l'entrée secteur fournit l'atténuation requise. Pour un filtre de second ordre, l'atténuation est de A = 40·logᵉ (f/f) dB, donc la fréquence d'angle requise est f = f/10^ (A/40). Les valeurs des composants requises sont C = √ (1/ ((2πf) ² × Z_L)) et L = Z_L × C, où Z_L est la référence d'impédance (50 Ω pour les mesures LISN).

Exemple Résolu

Problème : Un SMPS montre une émission par conduction de 80 dBμV à 150 kHz. La limite de classe B du CISPR 22 est de 66 dBμV. Concevez un filtre LC pour une atténuation de 14 dB à 150 kHz avec une référence de 50 Ω. Solution : 1. Atténuation requise : A = 80 − 66 = 14 dB 2. Ajouter une marge : utiliser une atténuation totale de 20 dB 3. F requis : f = 150 000/10^ (20/40) = 150 000/10 ^ 0,5 = 150 000/3,162 = 47,4 kHz 4. Produit LC : LC = 1/ (2π × 47 400) ² = 1/ (8,86×10¹) = 1,13×10¹¹ 5. C = √ (1,13 × 10 ¹¹/50) = √ (2,26 × 10 ¹³) = 475 nF ≈ 470 nF 6. L = 50 × 475 × 10 × 10 = 23,75 μH ≈ 22 μH (valeur standard) Résultat : Utilisez une bobine d'induction de 22 μH et un condensateur de 470 nF pour le filtre à émissions par conduction. Vérifiez le courant nominal de l'inducteur et la tension secteur du condensateur.

Conseils Pratiques

  • ✓Utilisez un module de filtre EMI standard prêt à l'emploi : il intègre un inducteur en mode commun, des condensateurs X2 et des condensateurs Y1/Y2 dans un boîtier testé et certifié en matière de sécurité.
  • ✓Placez le filtre EMI secteur au point d'entrée du produit (connecteur d'entrée d'alimentation) avant tout autre circuit pour empêcher le bruit de pénétrer dans le câblage interne du produit.
  • ✓Mesurez les émissions par conduction avec et sans le filtre à plusieurs fréquences. Certains filtres créent des résonances qui aggravent les émissions à certaines fréquences.

Erreurs Fréquentes

  • ✗Utiliser des condensateurs électrolytiques pour les filtres à émissions par conduction : leur performance à haute fréquence est insuffisante au-dessus de 100 kHz ; utiliser des condensateurs à film X2 (sur secteur) conçus pour le secteur en courant alternatif.
  • ✗Dimensionnement exact du filtre en fonction de la limite CISPR : ajoutez toujours une marge de 6 à 10 dB pour tenir compte des variations de production, de la température et de l'incertitude de mesure.
  • ✗Ignorer la composante en mode différentiel : les émissions conduites ont à la fois des composants en mode commun et en mode différentiel ; le filtre LC cible le mode différentiel tandis qu'un starter en mode commun cible le mode commun.

Foire Aux Questions

Les condensateurs X sont placés sur le secteur (ligne à ligne) et suppriment le bruit en mode différentiel ; ils sont conçus pour une tension alternative élevée et doivent être sécurisés (ils ne peuvent pas court-circuiter pour créer un risque de choc électrique). Les condensateurs Y se connectent de la ligne ou du neutre à la terre ou au châssis ; ils suppriment le bruit en mode commun et doivent présenter de faibles fuites pour des raisons de sécurité.
La norme applicable dépend de la catégorie de produit et du marché. Normes communes : CISPR 22/EN 55022 (désormais CISPR 32/EN 55032) pour les équipements informatiques, CISPR 11/EN 55011 pour les équipements industriels/scientifiques, CISPR 25 pour les composants de véhicules et FCC Part 15 Classe B pour les produits de consommation aux États-Unis.
Un inducteur en mode commun supprime à lui seul le bruit en mode commun. Pour une conformité totale, vous avez généralement besoin d'un inducteur en mode commun et de condensateurs X/Y pour traiter à la fois le bruit en mode commun et en mode différentiel. Un module de filtre EMI complet répond aux deux.

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