CA2197805A1 - Dispositions pour la reduction du champ electromagnetique emis par un equipement d'electronique de puissance - Google Patents
Dispositions pour la reduction du champ electromagnetique emis par un equipement d'electronique de puissanceInfo
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Abstract
Elles comprennent essentiellement un élément d'antenne (mpa) placé au voisinage d'un conducteur rayonnant de l'équipement (mp), de manière à absorber l'énergie électromagnétique qui lui parvient par couplage avec le conducteur rayonnant.
Description
2 1 9 .78 ~5 W 096108863 P~~ C.Gl163 ~1a~0~LL1UNa POUR LA REDUCTION DU CHAMP ELEcTRnM~r~FTIQli~ EMIS PAR UN
E~U1~ - DlELhulnuNl W ~ DE PUISSANCE
La presente invention c~ des dispositions pour A la r~duction du champ ~lect~ ~ ~Lique émis par un éqn; r L d'électronique de pni~cAnre.
Un tel e~l;, L d'électronique de pll;ccAnre~ un convertisseur de courant alternatif en courant continu, par exemple, and des Lateurs électroniques en~..dL-..L
un champ éle~LL~ gnatique qui, en raison des pu;ccAnrP en jeu, est très intense et demande des dispositions poùr en réduire la propagation à l'exterieur de l'equipement. Les solutions connues, à cet egard, reposent sur le blindage et le filtrage.
De telles solutions, lorsqu'elles sont applir~uees à
des er~l;, c relativement peu puissants et peu volnm;n~llY, sont efficaces, pour un coût acceptable.
Toutefois, avec 1lA1~ Ldtion de la pll;ccAnre des eqn;, L5 d'electronique de pll;CcAnre et donc de leur volume, de telles dispositions tendent à devenir inacceptables, non s~ t en termes de coût, mais aussi de volume et de poids, tandis que l'augmentation des vitesses de commutation accro~t par ailleurs le niveau des ~y~ Ls emis.
La presente invention a donc pour objet des dispositions visant à la reduction du champ ele~LL. ~tique emis par un er~;p L d'electronir~ue de pn;ccAnre qui soit efficace pour un co~t peu eleve, reduisant d'autant les exigences portant sur le filtrage et le hljn~Age, lorsque ceux-ci ~ a..L n~cr~csA;res.
Les dispositions visant à la reduction du champ éle~LL gnatique emis par un equipement d'electroniriue de puissance de l'invention e.,"ent essent;~ t un élement d'antenne place au voisinage d'un conducteur rayonnant de l'equipement, de manière à absorber l'energie ele~LL , Lique qui lui parvient par couplage avec le conducteur rayonnant, afin de reduire l'énergie L~yu..-.ee dans l'espace qui les entoure tous les deux.
W096/08863 2 1 9 7 8 0~ r_l/r_5 1163 .: 1'', ~
Dans une forme de réalisation, lorsque le conducteur rayonnant est un ~le (~ayu~ al~L essentiellement un champ électrique), l'élément d'antenne est aussi un monopôle formé d'un conducteur de même longueur et de meme g~ LLie que le con~l~rtel~r L~yu~ ~a~,L, relie à la terre a l'une de ses extrémités.
Dans une autre forme de réalisation, lorsque le conducteur rayonnant est une boucle (rayonnant essentiPll L un champ magnétique), l'élément d'antenne est aussi une boucle formée d'un c~n~nrtel~r de même parcours, longueur et surface que le conducteur rayonnant.
Les différents objets et caractéristiques de l'invention appara~tront plus clairement a la lumière de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation de l'invention, faite en se référant aux figures AnnPYéPc qui représentent :
- la figure 1, a titre d'exemple, le schéma de principe d'un hacheur de courant continu que l'on peut employer dans un ~q~;, L d'électronique de p~ s~n~e~
- la figure 2, une illustration de la tension et du courant dans le transistor de commutation T du schéma de la figure 1, - la figure 3, le même schéma que celui de la figure 1, mais avec indication de monopôles engel.dLant un champ électrique, - la figure 4, le même schéma encore, mais avec indications des boucles ~l~g~ndLant un champ magnetique, - la figure 5, une illustration des dispositions assurant, selon l'invention, dans une premier exemple de mise en oeuvre, une réduction du champ éleuLL- gnPtique émis par un monop81e rayonnant, - la figure 6, une illustration des dispositions assurant selon l'invention, dans une ~P~Y;~' - exemple de mise en oeuvre, une réduction du champ éle~LL~ tique émis par une boucle rayonnante, ~ W096108863 2 1 9 7 8 0 5 PCT~9~/01163 - la figure 7, une courbe illustrant des résultats expér; Laux dans le cas des dispositions de la figure 5, - la figure 8, une courbe illustrant des résultats expér;- Laux dans le cas des dispositions de la figure 6.
La présente invention s'applique à la réduction du champ élect~ tique émis par un é~l;p L d'électronique de pn; CqAnre.
Un tel é~1;p L d'électronique de p~];cs~nre~ un convertisseur de courant alternatif en courant continu, par exemple, end des commutateurs électroniques ~.,y~1.dLa1,L
un champ éle~LL~ ~ Lique. Un exemple de tels LdLeurs électronique est illustré par la figure l. Celle-ci L~yL~se1.Le le schéma de principe d'un hacheur de courant continu comprenant une source de tension continue E (un redLess~uL, par exemple), un cnn~ncateur de filtrage C, un transistor de r Ldtion T, une diode de roue libre D, et une charge représentée comme un générateur de courant IO.
La figure 2, représente, schématiquement, la tension VK aux borne du transistor de r tion T et le courant IK
le traversant, pendant chaque période de conduction et de blocage du transistor de commutation T. On y voit que la tension à ses bornes VR tombe sou~; r L à zéro, tandis gue le courant dans la charge IO s'établit. Après la période de conduction du transistor de commutation T, le courant dans ce transistor tombe à zéro, tandis que la tension remonte à la valeur VR voisine de la tension de la source E.
Par ailleurs, ce qui n'est pas visible sur la figure, le courant dans la charge IO se maintient à travers la diode de roue libre D.
A chaque variation sol~A~ine de la tension ou du courant dans le circuit de la figure l, de facon classigue une oscillation amortie se produit, sur certains cnn~nrte~rs, qui donne lieu à émission éle~LL- -gn~tique.
L'invention a pour objet de la réduire.
La figure 3 ~e~L~se..Le le méme circuit que la figure l, dans lequel le conducteur mp joignant le collecteur du W096/08863 2 3 9 7 8 0 5 PCT~5/01163~
transistor T a la diode D et à la charge IO est trac~ en trait epais, pour illustrer le fait que ce conducteur mp, soumis a une variation de tension soll~AinP lors du blocage du transistor de commutation T, se comporte en monopôle et emet un ra~ ~ essentiellement de champ E qui se propage dans toutes les directions de l'espace tdans la realisation physique, bien sûr, pas selon le schema). Les autres conducteurs du montage peuvent être ignores a cet égard, puisqu'ils sont tous a la masse, gu'ils y soient connL~rt~C directement ou ~ travers la source de tension E et le cnn~l -ateur C qui font a cet egard office de court-circuits.
De façon analogue, la figure 4 L~ ~s~..Le le même circuit, dans lequel on a matérialisé, l'une avec des hachures simples, l'autre avec des hachures croisees, deux boucles bcl et bc2 dans les~lles circulent des courants d'oscillations, lors du foncti~ L du transistor de commutation T, qui donnent lieu a des ~;Cci~nc en champ essentiellement magnetique, gui se propagent dans l'espace autour de ces boucles.
La figure 5 illustre, en L~"lel~a.,t seulement le transistor de commutation T des figures ,-ec~d~..Les et une section de c~n~llrLellr operant en monopôle rayonnant mp, les dispositions mpa apportées selon l'invention pour la reduction du champ ele~L.I Licue emis par ce monopôle.
La figure 6, de façon analogue illustre, en reprenant seulement la diode de roue libre D et la charge IO dans la ~oucle rayonnante bc2, les dispositions bca apportées selon l'invention pour la réduction du champ êlecL, 7 ~ti~,ue emis par cette boucle.
Globalement, ces dispositions, visant a la reduction du champ ele~Lll ;a~ue ~.mis par un d'electronigue de pnicc~nre~ ,- er",~ essenti~ll t, selon l'invention, un élement d'antenne placé au voisinage d'un c~n~llrtellr ~ a~ ~n..a..t de l'éTli L L, de maniere ~
absorber l'energie éle~LLI , tique qui lui parvient par 21 978~5 WO 96/(~8863 ~ rl~ '. 1163 couplage avec le conducteur L~yvl~-a-.~, afin de réduire l'énergie ~y~llllée dans l'espace qui les entoure tous les deux.
En effet, dans la forme de réalisation de la figure 5, alors que le cnn~rte~r ~y~l~la~L est un monopôle, l'élément d'antenne mpa est aussi un monopôle formé d'un conducteur de même longueur et de même g5 ie que le conducteur rayonnant, relié a la terre a l'une de ses extrémités.
Dans la forme de réalisation de la figure 6, alors que le conducteur Ldy~llnanL est une boucle, l'élément d'antenne bca est aussi une boucle formée d'un conducteur de méme parcours, longueur et surface que le conducteur rayonnant.
L'élément d'antenne de la figure 5, tout comme celui de la figure 6, couplé éle~-,, , 1;~- t au conducteur rayonnant, soit un monopôle, soit une boucle, fait office de charge dissipative pour l'énergie couplée, de sorte que le ray~nn L produit dans l'espace environnant est fortement réduit.
Les figures 7 et 8 illustrent, par des cas pratiques dérivés des représentations des figures 5 et 6, les avantages procurés par l'invention.
La figure 7 représente des tracés d'oscilloscope relevés lors d'essais effectués à l'aide d'un montage conforme a la figure 1, le transistor de ~~tion T étant du type connu sous l'appelation IGBT, modele GW20N50, pouvant supporter 500 V et 20 A. Les essais dont le résultat est illustré ont été effectués sous 100 V et 20 A. La charge IO avait une résistance de 4 ohms et une inductance de 2 mH.
On voit sur cette figure, partie A), un tracé vk représentatif de la tension V~ aux bornes du transistor de commutation et un tracé rnc, représentatif du champ électrique en l'absence du dispositif de l'invention, ainsi que, partie B), un tracé, relevé dans les mêmes conditions, mais l'élément d'antenne de la figure 5 étant en place. On constate une réduction de moitié du champ émis.
W096/08863 2 1 97805 ~l/rl~ 1163~
La figure 8 est .CimilAire~ mais cc~ r,.e le cas de la figure 6 ! les trac~s rnc' et rc' étant homologues des tracés rnc et rc de la figure 7, et leur rapport est le même.
E~U1~ - DlELhulnuNl W ~ DE PUISSANCE
La presente invention c~ des dispositions pour A la r~duction du champ ~lect~ ~ ~Lique émis par un éqn; r L d'électronique de pni~cAnre.
Un tel e~l;, L d'électronique de pll;ccAnre~ un convertisseur de courant alternatif en courant continu, par exemple, and des Lateurs électroniques en~..dL-..L
un champ éle~LL~ gnatique qui, en raison des pu;ccAnrP en jeu, est très intense et demande des dispositions poùr en réduire la propagation à l'exterieur de l'equipement. Les solutions connues, à cet egard, reposent sur le blindage et le filtrage.
De telles solutions, lorsqu'elles sont applir~uees à
des er~l;, c relativement peu puissants et peu volnm;n~llY, sont efficaces, pour un coût acceptable.
Toutefois, avec 1lA1~ Ldtion de la pll;ccAnre des eqn;, L5 d'electronique de pll;CcAnre et donc de leur volume, de telles dispositions tendent à devenir inacceptables, non s~ t en termes de coût, mais aussi de volume et de poids, tandis que l'augmentation des vitesses de commutation accro~t par ailleurs le niveau des ~y~ Ls emis.
La presente invention a donc pour objet des dispositions visant à la reduction du champ ele~LL. ~tique emis par un er~;p L d'electronir~ue de pn;ccAnre qui soit efficace pour un co~t peu eleve, reduisant d'autant les exigences portant sur le filtrage et le hljn~Age, lorsque ceux-ci ~ a..L n~cr~csA;res.
Les dispositions visant à la reduction du champ éle~LL gnatique emis par un equipement d'electroniriue de puissance de l'invention e.,"ent essent;~ t un élement d'antenne place au voisinage d'un conducteur rayonnant de l'equipement, de manière à absorber l'energie ele~LL , Lique qui lui parvient par couplage avec le conducteur rayonnant, afin de reduire l'énergie L~yu..-.ee dans l'espace qui les entoure tous les deux.
W096/08863 2 1 9 7 8 0~ r_l/r_5 1163 .: 1'', ~
Dans une forme de réalisation, lorsque le conducteur rayonnant est un ~le (~ayu~ al~L essentiellement un champ électrique), l'élément d'antenne est aussi un monopôle formé d'un conducteur de même longueur et de meme g~ LLie que le con~l~rtel~r L~yu~ ~a~,L, relie à la terre a l'une de ses extrémités.
Dans une autre forme de réalisation, lorsque le conducteur rayonnant est une boucle (rayonnant essentiPll L un champ magnétique), l'élément d'antenne est aussi une boucle formée d'un c~n~nrtel~r de même parcours, longueur et surface que le conducteur rayonnant.
Les différents objets et caractéristiques de l'invention appara~tront plus clairement a la lumière de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation de l'invention, faite en se référant aux figures AnnPYéPc qui représentent :
- la figure 1, a titre d'exemple, le schéma de principe d'un hacheur de courant continu que l'on peut employer dans un ~q~;, L d'électronique de p~ s~n~e~
- la figure 2, une illustration de la tension et du courant dans le transistor de commutation T du schéma de la figure 1, - la figure 3, le même schéma que celui de la figure 1, mais avec indication de monopôles engel.dLant un champ électrique, - la figure 4, le même schéma encore, mais avec indications des boucles ~l~g~ndLant un champ magnetique, - la figure 5, une illustration des dispositions assurant, selon l'invention, dans une premier exemple de mise en oeuvre, une réduction du champ éleuLL- gnPtique émis par un monop81e rayonnant, - la figure 6, une illustration des dispositions assurant selon l'invention, dans une ~P~Y;~' - exemple de mise en oeuvre, une réduction du champ éle~LL~ tique émis par une boucle rayonnante, ~ W096108863 2 1 9 7 8 0 5 PCT~9~/01163 - la figure 7, une courbe illustrant des résultats expér; Laux dans le cas des dispositions de la figure 5, - la figure 8, une courbe illustrant des résultats expér;- Laux dans le cas des dispositions de la figure 6.
La présente invention s'applique à la réduction du champ élect~ tique émis par un é~l;p L d'électronique de pn; CqAnre.
Un tel é~1;p L d'électronique de p~];cs~nre~ un convertisseur de courant alternatif en courant continu, par exemple, end des commutateurs électroniques ~.,y~1.dLa1,L
un champ éle~LL~ ~ Lique. Un exemple de tels LdLeurs électronique est illustré par la figure l. Celle-ci L~yL~se1.Le le schéma de principe d'un hacheur de courant continu comprenant une source de tension continue E (un redLess~uL, par exemple), un cnn~ncateur de filtrage C, un transistor de r Ldtion T, une diode de roue libre D, et une charge représentée comme un générateur de courant IO.
La figure 2, représente, schématiquement, la tension VK aux borne du transistor de r tion T et le courant IK
le traversant, pendant chaque période de conduction et de blocage du transistor de commutation T. On y voit que la tension à ses bornes VR tombe sou~; r L à zéro, tandis gue le courant dans la charge IO s'établit. Après la période de conduction du transistor de commutation T, le courant dans ce transistor tombe à zéro, tandis que la tension remonte à la valeur VR voisine de la tension de la source E.
Par ailleurs, ce qui n'est pas visible sur la figure, le courant dans la charge IO se maintient à travers la diode de roue libre D.
A chaque variation sol~A~ine de la tension ou du courant dans le circuit de la figure l, de facon classigue une oscillation amortie se produit, sur certains cnn~nrte~rs, qui donne lieu à émission éle~LL- -gn~tique.
L'invention a pour objet de la réduire.
La figure 3 ~e~L~se..Le le méme circuit que la figure l, dans lequel le conducteur mp joignant le collecteur du W096/08863 2 3 9 7 8 0 5 PCT~5/01163~
transistor T a la diode D et à la charge IO est trac~ en trait epais, pour illustrer le fait que ce conducteur mp, soumis a une variation de tension soll~AinP lors du blocage du transistor de commutation T, se comporte en monopôle et emet un ra~ ~ essentiellement de champ E qui se propage dans toutes les directions de l'espace tdans la realisation physique, bien sûr, pas selon le schema). Les autres conducteurs du montage peuvent être ignores a cet égard, puisqu'ils sont tous a la masse, gu'ils y soient connL~rt~C directement ou ~ travers la source de tension E et le cnn~l -ateur C qui font a cet egard office de court-circuits.
De façon analogue, la figure 4 L~ ~s~..Le le même circuit, dans lequel on a matérialisé, l'une avec des hachures simples, l'autre avec des hachures croisees, deux boucles bcl et bc2 dans les~lles circulent des courants d'oscillations, lors du foncti~ L du transistor de commutation T, qui donnent lieu a des ~;Cci~nc en champ essentiellement magnetique, gui se propagent dans l'espace autour de ces boucles.
La figure 5 illustre, en L~"lel~a.,t seulement le transistor de commutation T des figures ,-ec~d~..Les et une section de c~n~llrLellr operant en monopôle rayonnant mp, les dispositions mpa apportées selon l'invention pour la reduction du champ ele~L.I Licue emis par ce monopôle.
La figure 6, de façon analogue illustre, en reprenant seulement la diode de roue libre D et la charge IO dans la ~oucle rayonnante bc2, les dispositions bca apportées selon l'invention pour la réduction du champ êlecL, 7 ~ti~,ue emis par cette boucle.
Globalement, ces dispositions, visant a la reduction du champ ele~Lll ;a~ue ~.mis par un d'electronigue de pnicc~nre~ ,- er",~ essenti~ll t, selon l'invention, un élement d'antenne placé au voisinage d'un c~n~llrtellr ~ a~ ~n..a..t de l'éTli L L, de maniere ~
absorber l'energie éle~LLI , tique qui lui parvient par 21 978~5 WO 96/(~8863 ~ rl~ '. 1163 couplage avec le conducteur L~yvl~-a-.~, afin de réduire l'énergie ~y~llllée dans l'espace qui les entoure tous les deux.
En effet, dans la forme de réalisation de la figure 5, alors que le cnn~rte~r ~y~l~la~L est un monopôle, l'élément d'antenne mpa est aussi un monopôle formé d'un conducteur de même longueur et de même g5 ie que le conducteur rayonnant, relié a la terre a l'une de ses extrémités.
Dans la forme de réalisation de la figure 6, alors que le conducteur Ldy~llnanL est une boucle, l'élément d'antenne bca est aussi une boucle formée d'un conducteur de méme parcours, longueur et surface que le conducteur rayonnant.
L'élément d'antenne de la figure 5, tout comme celui de la figure 6, couplé éle~-,, , 1;~- t au conducteur rayonnant, soit un monopôle, soit une boucle, fait office de charge dissipative pour l'énergie couplée, de sorte que le ray~nn L produit dans l'espace environnant est fortement réduit.
Les figures 7 et 8 illustrent, par des cas pratiques dérivés des représentations des figures 5 et 6, les avantages procurés par l'invention.
La figure 7 représente des tracés d'oscilloscope relevés lors d'essais effectués à l'aide d'un montage conforme a la figure 1, le transistor de ~~tion T étant du type connu sous l'appelation IGBT, modele GW20N50, pouvant supporter 500 V et 20 A. Les essais dont le résultat est illustré ont été effectués sous 100 V et 20 A. La charge IO avait une résistance de 4 ohms et une inductance de 2 mH.
On voit sur cette figure, partie A), un tracé vk représentatif de la tension V~ aux bornes du transistor de commutation et un tracé rnc, représentatif du champ électrique en l'absence du dispositif de l'invention, ainsi que, partie B), un tracé, relevé dans les mêmes conditions, mais l'élément d'antenne de la figure 5 étant en place. On constate une réduction de moitié du champ émis.
W096/08863 2 1 97805 ~l/rl~ 1163~
La figure 8 est .CimilAire~ mais cc~ r,.e le cas de la figure 6 ! les trac~s rnc' et rc' étant homologues des tracés rnc et rc de la figure 7, et leur rapport est le même.
Claims (2)
1. Dispositions pour la réduction du champ électromagnétique émis par un équipement d'électronique de puissance, alors que le conducteur rayonnant (mp) est un monopôle, caractérisées en ce qu'elles comprennent un élément d'antenne (mpa) qui est aussi un monopôle formé d'un conducteur de même longueur et de même surface que le conducteur rayonnant, relié à la terre à l'une de ses extrémités.
2. Dispositions pour la réduction du champ électromagnétique émis par un équipement d'électronique de puissance conforme à la revendication 1, alors que le conducteur rayonnant (bc1, bc2) est une boucle, caractérisées en ce qu'elles comprennent un élément d'antenne (bca) qui est une boucle formée d'un conducteur de même parcours, longueur et surface que le conducteur rayonnant.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9410904A FR2724527B1 (fr) | 1994-09-13 | 1994-09-13 | Dispositions pour la reduction du champ electromagnetique emis par un equipement d'electronique de puissance |
| FR94/10904 | 1994-09-13 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CA2197805A1 true CA2197805A1 (fr) | 1996-03-21 |
Family
ID=9466889
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CA002197805A Abandoned CA2197805A1 (fr) | 1994-09-13 | 1995-09-11 | Dispositions pour la reduction du champ electromagnetique emis par un equipement d'electronique de puissance |
Country Status (9)
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