Soyez prudent avec l'entrée

Lors de la conception de filtres EMI, comment et où le filtre est installé est essentiel pour obtenir les pertes d'insertion souhaitées. Habituellement, l'effet d'un mauvais emplacement ou d'une mauvaise installation n'est pas pris en compte dans la conception du filtre et des surprises apparaissent.

Il y a quelques semaines je travaillais sur un produit d'une entreprise défaillant en émissions conduites. Le produit était alimenté par un réseau secteur 240V 50Hz (Europe) consommant 10A et un filtre personnalisé a été inclus dans la conception pour essayer de passer les réglementations pour les émissions conduites dans la gamme 9kHz-30MHz.

Le schéma du filtre utilisé dans ce produit est inclus dans la figure 1. Le filtre était composé de deux condensateurs X2 de 100 nF, d'une self de mode commun de 470 uH et de deux condensateurs de 4,7 nF.

Figure 1 : Schéma du filtre à l'étude.

Mais, les résultats obtenus dans la salle de test CEM par la société étaient vraiment mauvais (> 20 dB) par rapport aux résultats attendus de la théorie et de la simulation dans la plage de 1 MHz à 10 MHz.

Lorsqu'un filtre ne fonctionne pas comme prévu, je vérifie généralement certains points typiques :

Dans mon analyse, j'ai pu identifier qu'aucun des effets précédents n'était à l'origine du problème donc je suis allé vérifier comment était câblé le filtre et j'ai constaté que l'entrée et la sortie du filtre étaient vraiment proches l'une de l'autre. C'est une situation dangereuse, en particulier pour la gamme des hautes fréquences.

J'ai partiellement reproduit l'effet afin que vous puissiez comprendre l'idée (l'identification exacte et les photos du système restent confidentielles).

Considérez, par exemple, que vous avez un filtre blindé comme celui de la figure 2. Notez qu'en théorie, nous nous attendons à une réponse de filtrage différentiel passe-bas.

Figure 2 : Filtre utilisé dans notre exemple en disposition "idéale".

Considérons maintenant la figure 3 où le filtre est installé avec des câbles d'entrée et de sortie proches l'un de l'autre.

Figure 3 : Filtre utilisé dans notre exemple avec une courte distance entre les fils d'entrée et de sortie.

Maintenant, la position des câbles crée une sorte de couplage entre l'entrée et la sortie du filtre. Ce couplage peut être capacitif (champ électrique) et inductif (champ magnétique) de sorte que la réponse théorique du filtre passe-bas est "court-circuitée" et que les signaux peuvent passer facilement de l'entrée à la sortie (surtout dans la gamme des hautes fréquences). Dans les figures 2 et 3, je ne considère pas les effets parasites des composants.

Pour vérifier l'installation du filtre dans notre produit, j'ai utilisé mon analyseur de réseau Bode 100 avec le produit OFF. Les résultats sont inclus dans la figure 4.

Figure 4 : Réponse mesurée du filtre avec bon-mauvais routage des fils d'entrée-sortie.

Notez que la réponse aux basses fréquences (<600kHz) n'est pas affectée par la rétroaction IO parasite. Mais, il est dégradé jusqu'à 30 dB dans la gamme de fréquences 1-10 MHz lorsque le retour d'E / S est présent, comme dans la figure 3.

Il est intéressant de noter sur nos mesures le pic de la réponse à 361kHz (curseur 1, vert). C'est une situation très dangereuse si le pic dépasse 0 dB et n'est pas lié au retour d'E / S (sujet pour un prochain article).

Notez également que la réponse passe-bas dans le filtre est dominée par les parasites dans les composants à des fréquences supérieures à 2,5 MHz (curseur 2, orange).

Mon dernier conseil : lors de la mise en page d'un filtre au format filaire ou PCB, FAITES ATTENTION au retour d'E/S. Essayez de router les lignes correctement pour minimiser la rétroaction parasite qui dégrade la réponse du filtre dans les hautes fréquences.

Les références

Arthur Moyen a reçu son M.Sc. (1990) et son doctorat (1997) en génie électrique de l'Université de Saragosse (Espagne), où il a occupé une chaire d'enseignement en EMI/EMC/RF/SI à partir de 1992. Depuis 1990, il a été impliqué dans la R&D projets dans les domaines EMI/EMC/SI/RF pour les communications, l'industrie et les applications scientifiques/médicales avec une solide expérience dans la formation, le conseil et le dépannage pour des entreprises en Espagne, aux États-Unis, en Suisse, en France, au Royaume-Uni, en Italie, en Belgique, en Allemagne, au Canada, Pays-Bas, Portugal et Singapour. Il est le fondateur du HF-Magic Lab®, un laboratoire spécialisé pour la conception, le diagnostic, le dépannage et la formation dans les domaines EMI/EMC/SI et RF à l'I3A (Université de Saragosse), et depuis 2011, il est instructeur pour Besser Associates (CA, États-Unis) propose des cours publics et sur site sur les sujets EMI/EMC/SI/RF à travers les États-Unis, en particulier dans la Silicon Valley/la baie de San Francisco. Il est membre senior de l'IEEE, membre actif depuis 1999 (président 2013-2016) du comité technique MTT-17 (HF/VHF/UHF) de la Microwave Theory and Techniques Society et membre de la Electromagnetic Compatibility Society. Arturo peut être contacté à [email protected].

arturo medianoFiltres EMIconseils pratiques

Arturo Mediano a obtenu son M.Sc. (1990) et son doctorat (1997) en génie électrique de l'Université de Saragosse (Espagne), où il a occupé une chaire d'enseignement en EMI/EMC/RF/SI à partir de 1992. Depuis 1990, il a été impliqué dans la R&D projets dans les domaines EMI/EMC/SI/RF pour les communications, l'industrie et les applications scientifiques/médicales avec une solide expérience dans la formation, le conseil et le dépannage pour des entreprises en Espagne, aux États-Unis, en Suisse, en France, au Royaume-Uni, en Italie, en Belgique, en Allemagne, au Canada, Pays-Bas, Portugal et Singapour. Il est le fondateur du HF-Magic Lab®, un laboratoire spécialisé pour la conception, le diagnostic, le dépannage et la formation dans les domaines EMI/EMC/SI et RF à l'I3A (Université de Saragosse), et depuis 2011, il est instructeur pour Besser Associates (CA, États-Unis) propose des cours publics et sur site sur les sujets EMI/EMC/SI/RF à travers les États-Unis, en particulier dans la Silicon Valley/la baie de San Francisco. Il est membre senior de l'IEEE, membre actif depuis 1999 (président 2013-2016) du comité technique MTT-17 (HF/VHF/UHF) de la Microwave Theory and Techniques Society et membre de la Electromagnetic Compatibility Society.

Votre adresse email ne sera pas publiée.

Commentaire

Nom*

E-mail*

Site Internet

Enregistrez mon nom, mon adresse e-mail et mon site Web dans ce navigateur pour la prochaine fois que je commenterai.

D