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JEANNOLLE Joël Cabinet détude en ELECTROMAGNETISME JOURNEES CEM HYPER 2006 JOURNEES CEM HYPER 2006 DIMENSIONNEMENT SIMPLIFIÉ DES DURCISSEMENTS CEM 22 mars.

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1 JEANNOLLE Joël Cabinet détude en ELECTROMAGNETISME JOURNEES CEM HYPER 2006 JOURNEES CEM HYPER 2006 DIMENSIONNEMENT SIMPLIFIÉ DES DURCISSEMENTS CEM 22 mars 2006 DIMENSIONNEMENT DES DURCISEMENTS CEM SIMPLIFIÉ PAR LA MÉTHODE ASYMPTOTIQUE

2 JEANNOLLE Joël Cabinet détude en ELECTROMAGNETISME JOURNEES CEM HYPER 2006 JOURNEES CEM HYPER 2006 DIMENSIONNEMENT SIMPLIFIÉ DES DURCISSEMENTS CEM 22 mars 2006 CHAMP DAPPLICATION DU DURCISSEMENT CEM

3 JEANNOLLE Joël Cabinet détude en ELECTROMAGNETISME JOURNEES CEM HYPER 2006 JOURNEES CEM HYPER 2006 DIMENSIONNEMENT SIMPLIFIÉ DES DURCISSEMENTS CEM 22 mars 2006 DÉFINITION DU DURCISSEMENT CEM La conception du durcissement CEM dun grand système est toujours une opération difficile Agresseurs nombreux en conduction et en rayonnement Phénomènes physiques complexes et multiples 3 solutions possibles Une analyse méthodique et complète Quelques précautions et on attend les essais Un dimensionnement simplifié du durcissement

4 JEANNOLLE Joël Cabinet détude en ELECTROMAGNETISME JOURNEES CEM HYPER 2006 JOURNEES CEM HYPER 2006 DIMENSIONNEMENT SIMPLIFIÉ DES DURCISSEMENTS CEM 22 mars 2006 DÉFINITION DU DURCISSEMENT CEM Le dimensionnement simplifié du durcissement sappuie sur deux fondements la statistique les fonctions logarithmiques

5 JEANNOLLE Joël Cabinet détude en ELECTROMAGNETISME JOURNEES CEM HYPER 2006 JOURNEES CEM HYPER 2006 DIMENSIONNEMENT SIMPLIFIÉ DES DURCISSEMENTS CEM 22 mars 2006 Un dimensionnement simplifié du durcissement La statistique Niveau dimmunité Niveau de perturbation Marge de durcissement Densité de probabilité s p Échelle des puissances

6 JEANNOLLE Joël Cabinet détude en ELECTROMAGNETISME JOURNEES CEM HYPER 2006 JOURNEES CEM HYPER 2006 DIMENSIONNEMENT SIMPLIFIÉ DES DURCISSEMENTS CEM 22 mars 2006 Un dimensionnement simplifié du durcissement La statistique s =écart type de la susceptibilité 3 dB p =écart type de la perturbation 5 dB p + s 8 dB N=1.25 marge = 10 dB probabilité de conformité = 90% N= 2.5 marge = 20 dB probabilité de conformité = 99%

7 JEANNOLLE Joël Cabinet détude en ELECTROMAGNETISME JOURNEES CEM HYPER 2006 JOURNEES CEM HYPER 2006 DIMENSIONNEMENT SIMPLIFIÉ DES DURCISSEMENTS CEM 22 mars 2006 Un dimensionnement simplifié du durcissement La statistique La marge permet de prendre en compte: La dispersion des composants du système Les évolutions du système au cours de son exploitation Le vieillissement des certain composants Et justifie la simplification des calculs dimensionnants

8 JEANNOLLE Joël Cabinet détude en ELECTROMAGNETISME JOURNEES CEM HYPER 2006 JOURNEES CEM HYPER 2006 DIMENSIONNEMENT SIMPLIFIÉ DES DURCISSEMENTS CEM 22 mars 2006 les fonctions logarithmiques Un dimensionnement simplifié du durcissement 4 types de fonctions sont utilisées pour lanalyse en CEM La proportionnalité Z = L LinversionZ= 1/C proportionnalité au carré E= KIAF² Inversion au carréSin²x/x² Sur une échelle logarithmique nous obtenons Pente +1 Pente +2 Pente -1 Pente -2 Constante Fréquence Amplitude

9 JEANNOLLE Joël Cabinet détude en ELECTROMAGNETISME JOURNEES CEM HYPER 2006 JOURNEES CEM HYPER 2006 DIMENSIONNEMENT SIMPLIFIÉ DES DURCISSEMENTS CEM 22 mars 2006 Application aux signaux périodiques rectangulaires Amplitude en V Temps Amplitude en dBV t T A 1/ t 20*log(2At/T) 1/T 2/T 3/T Cette enveloppe est indépendante de la fréquence de répétition du signal. Elle ne dépend que de sa forme

10 JEANNOLLE Joël Cabinet détude en ELECTROMAGNETISME JOURNEES CEM HYPER 2006 JOURNEES CEM HYPER 2006 DIMENSIONNEMENT SIMPLIFIÉ DES DURCISSEMENTS CEM 22 mars 2006 Application aux signaux périodiques numériques Amplitude en V Temps A Les signaux numériques se caractérisent par un front de montée de durée tm Amplitude en dBV 1/ t 20*log(2At/T) 1/T 2/T 3/T Amplitude en V A Temps 1/ tm Pente en 1/t Pente en 1/t² Temps

11 JEANNOLLE Joël Cabinet détude en ELECTROMAGNETISME JOURNEES CEM HYPER 2006 JOURNEES CEM HYPER 2006 DIMENSIONNEMENT SIMPLIFIÉ DES DURCISSEMENTS CEM 22 mars 2006 Application aux signaux en double exponentielle F(t) = A Temps t Pour f telle que = << a << bG(f) = ( niveau constant) Pour f telle que = a << << bG(f) = ( pente d'ordre 1) Pour f telle que = a << b << G(f) = ( pente d'ordre 2)

12 JEANNOLLE Joël Cabinet détude en ELECTROMAGNETISME JOURNEES CEM HYPER 2006 JOURNEES CEM HYPER 2006 DIMENSIONNEMENT SIMPLIFIÉ DES DURCISSEMENTS CEM 22 mars 2006 Application aux filtres Filtre passe bas Filtre passe bande Fc Les filtres du 1er ordre

13 JEANNOLLE Joël Cabinet détude en ELECTROMAGNETISME JOURNEES CEM HYPER 2006 JOURNEES CEM HYPER 2006 DIMENSIONNEMENT SIMPLIFIÉ DES DURCISSEMENTS CEM 22 mars 2006 Application aux blindages des câbles Vp Par définition: Zt = Vp / I gaine Zt Fréquence Résistance du blindage 30 MHz Effet de peau Fuites de champ H Modélisation simplifiée de Zt Zt est définie en 0hm/m

14 JEANNOLLE Joël Cabinet détude en ELECTROMAGNETISME JOURNEES CEM HYPER 2006 JOURNEES CEM HYPER 2006 DIMENSIONNEMENT SIMPLIFIÉ DES DURCISSEMENTS CEM 22 mars 2006 B0 = pas de blindage B1 => Zt 0 = 0dB /m B2 => Zt 0 = -10dB /m B3 => Zt 0 = -20dB /m B4 => Zt 0 = -30dB /m B5 => Zt 0 = -40dB /m B6 => Zt 0 = -50dB /m Fréquence Modélisation asymptotique: Simple tresse lâche enrubannage Simple tresse Simple tresse optimisée Tresse + enrubannage Double tresses B2 B3 B4 B5 B6 Zt 30 MHz Application aux blindages des câbles Pente en F

15 JEANNOLLE Joël Cabinet détude en ELECTROMAGNETISME JOURNEES CEM HYPER 2006 JOURNEES CEM HYPER 2006 DIMENSIONNEMENT SIMPLIFIÉ DES DURCISSEMENTS CEM 22 mars 2006 Application aux cages de Faraday Une cage de Faraday se comporte comme un filtre passe bas du 1 er ordre en champ H Fc environ 300Hz comme un filtre passe bande pour une OEM voir ci-dessus Cas du hublot grillagé

16 JEANNOLLE Joël Cabinet détude en ELECTROMAGNETISME JOURNEES CEM HYPER 2006 JOURNEES CEM HYPER 2006 DIMENSIONNEMENT SIMPLIFIÉ DES DURCISSEMENTS CEM 22 mars 2006 Application aux rayonnement des boucles de masse H E A En Champ proche => En Champ lointain => Fréquence Amplitude en dBA/m Pente en F²

17 JEANNOLLE Joël Cabinet détude en ELECTROMAGNETISME JOURNEES CEM HYPER 2006 JOURNEES CEM HYPER 2006 DIMENSIONNEMENT SIMPLIFIÉ DES DURCISSEMENTS CEM 22 mars 2006 Application aux rayonnements sur les boucles de masse On l'obtient le courant de gaine en divisant "e" par Zboucle Fréquence en MHz e 100/l Z boucle 50/l Zc Fréquence qq kHz 50/l 100/l 3*H*h 6*H*h Courant de gaine Zc=125 0hms ( h/d=2) l = longueur de la boucle de masse

18 JEANNOLLE Joël Cabinet détude en ELECTROMAGNETISME JOURNEES CEM HYPER 2006 JOURNEES CEM HYPER 2006 DIMENSIONNEMENT SIMPLIFIÉ DES DURCISSEMENTS CEM 22 mars 2006 Application aux susceptibilités des terminaux Susceptibilité en dBV Fréquence Susceptibilité du terminal Protection des filtres dentrée Limite des protection des filtres dentrée -8dBv 22 dBv Fc 30 Fc Seuil de perturbation Seuil de destruction

19 JEANNOLLE Joël Cabinet détude en ELECTROMAGNETISME JOURNEES CEM HYPER 2006 JOURNEES CEM HYPER 2006 DIMENSIONNEMENT SIMPLIFIÉ DES DURCISSEMENTS CEM 22 mars 2006 Exemple 1 protection dune cage de Faraday à une IEMN Fc Ae Temps Fréquence Transformée de Fourrier du signal résiduel Cage de Faraday = Filtre du 1 er ordre Fc a/2 As H IEMN

20 JEANNOLLE Joël Cabinet détude en ELECTROMAGNETISME JOURNEES CEM HYPER 2006 JOURNEES CEM HYPER 2006 DIMENSIONNEMENT SIMPLIFIÉ DES DURCISSEMENTS CEM 22 mars 2006 M =Ae/a Fc =a 1 /2 F 1 As Exemple 1 protection dune cage de Faraday à une IEMN

21 JEANNOLLE Joël Cabinet détude en ELECTROMAGNETISME JOURNEES CEM HYPER 2006 JOURNEES CEM HYPER 2006 DIMENSIONNEMENT SIMPLIFIÉ DES DURCISSEMENTS CEM 22 mars 2006 Exemple 2 : Durcissement dun câblage Fréquence en MHz L=5m L= 25m L= 2,5m Vp en dBV CARACTERISTIQUE DES TENSIONS INDUITES

22 JEANNOLLE Joël Cabinet détude en ELECTROMAGNETISME JOURNEES CEM HYPER 2006 JOURNEES CEM HYPER 2006 DIMENSIONNEMENT SIMPLIFIÉ DES DURCISSEMENTS CEM 22 mars 2006 Zone de bon fonctionnement Zone de perturbation Zone de destruction fréquence en MHz 12 0, Risque de destruction NB : LES AGRESSIONS ONT ÉTÉ SUPPOSÉES CONSTANTES DANS LA GAMME DE FRÉQUENCE Exemple 2 : Durcissement dun câblage

23 JEANNOLLE Joël Cabinet détude en ELECTROMAGNETISME JOURNEES CEM HYPER 2006 JOURNEES CEM HYPER 2006 DIMENSIONNEMENT SIMPLIFIÉ DES DURCISSEMENTS CEM 22 mars 2006 CONCLUSIONS LAPPROCHE ASYMPTOTIQUE EST CERTAINEMENT LA VOIE OPTIMALE POUR DURCIR UN SYSTEME COMPLEXE ELLE NÉCESSITE CEPENDANT UNE BONNE EXPÉRIENCE EN CEM ET BIEN SOUVENT LA RECHERCHES DE DONNÉES MANQUANTES ELLE NÉCESSITE ÉGALEMENT UNE MÉTHODE PRÉCISE ET LA RIGUEUR DANS SON SUIVI ASSOCIÉE A LA PROBABILITÉ DE CONFORMITÉ, ELLE PERMET AU CONCEPTEUR DOPTIMISER SON ÉTUDE LOUTIL DE BASE EST BIEN SUR LE TABLEUR ET TOUTES LES FONCTIONS QUIL PROPOSE


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