Couplages - iAi - HEIG-VD

1
1
Introduction à la compatibilité
électromagnétique (CEM)
3: Couplage des
perturbations
J. Unger – heig-vd - 2006
2
Couplage CEM
Couplages – vision générale
Couplage
Rayonnement EM Conduction
Petits dipôles
Champ proche / champ lointain
Champ lointain Champ proche
Couplage
inductif
Couplage
capacitif
Calcul d’un
circuit simple
Antenne
Impédance
commune Boucle de terre
Potentiel de terre

2
3
Couplage CEM
Rayonnement - définitions
zLongueur d’onde :
zImpédance d’onde:
zImpédance du vide:
zConstante de phase:
zDistance à la source:
]m[
f
3E8
f
c
== λ
][ =Zw Ω
H
E
][377120 Ω=== π
ε
μ
η
o
o
o
λ
π
β
2
o=
]m[ r
4
Couplage CEM
Dipôle Hertzien (dipôle électrique)
zChamp lointain r >> λ/2π
–E & H orthogonaux à r (Er=0)
–Max dans (X-Y) nuls sur Z
–Proportionnels à f
–Proportionnels à 1/r
–Zw = 377Ω = ηo
zChamp proche r << λ/2π
–E non perpendiculaire à r
–E prop. à 1/r3
–H prop. à 1/r2
–Zw variable >> 377Ω = ηo
–Champ Haute Impédance

3
5
Couplage CEM
zChamp lointain r >> λ/2π
–E & H orthogonaux à r
–Proportionnels à f2
–Proportionnels à 1/r
–Zw = 377Ω = ηo
zChamp proche r << λ/2π
–H non perpendiculaire à r
–H prop. à 1/r3
–E prop. à 1/r2
–Zw variable << 377Ω = ηo
–Champ Basse Impédance
Boucle de courant (dipôle magnétique)
6
Couplage CEM
Limite champ lointain – champ proche
zCritère math. rlim = λ/2π
zCritère d’impédance d’onde Zw = ηo+/- 10%
rlim= 3λ/2π
zZone de Fraunhoffer (courbure de champ)

4
7
Couplage CEM
Courbure de champ
zSoit D la dimension max de la
source
zLa différence de chemin entre
les contributions du centre et
des bords doit rester < λ/16
(calcul d’antenne), < λ/8 ou <
λ/4 (CEM), pour considérer
que l’on se trouve en zone de
Fraunhoffer (onde sphérique)
zRlim :
D2/2λλ/4
1 dB D2/λλ/8
0.3 dB 2D2/λλ/16
0.1dB
r limite
k
λ
erreur
8
Couplage CEM
Couplage Capacitif –
champ proche haute impédance
zA) Schéma équivalent
zB) Bode d’amplitude
V
V
C
C
R
R
R
s
s
L
i
iv
sv
SV
U
vV
sRv
Csv
Cv
SV
Up = · Vs

5
9
Couplage CEM
Couplage Capacitif - protection
zC) Eloigner – Orienter: peu efficace
zD) Blindage mis à terre
V
CR
s
s
sb
SVRLUv
C'
sv
Cv
V
R
i
i
Cvb V
s
C'
sv
Cvb RvCv
SV
Bl
Bl
10
Couplage CEM
Couplage inductif –
Champ proche basse impédance
zDépend de la
surface (et de
l’orientation) de la
boucle signal (aller-
retour)
zVn = jωMsv IsV
R
i
i
VRLU
v
Rs
V
s
Msv
Ls
Lv
S
V
p= j M Iωsv s