DIMENSIONNEMENT DES DURCISEMENTS CEM SIMPLIFIÉ PAR LA MÉTHODE ASYMPTOTIQUE

CHAMP D’APPLICATION DU DURCISSEMENT CEM

DÉFINITION DU DURCISSEMENT CEM La conception du durcissement CEM d’un 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

DÉFINITION DU DURCISSEMENT CEM les fonctions logarithmiques Le dimensionnement simplifié du durcissement s’appuie sur deux fondements la statistique les fonctions logarithmiques

La statistique Un dimensionnement simplifié du durcissement Échelle des puissances Densité de probabilité Niveau d’immunité s Marge de durcissement Niveau de perturbation p

probabilité de conformité = 90% probabilité de conformité = 99% 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%

La marge permet de prendre en compte: 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

Un dimensionnement simplifié du durcissement les fonctions logarithmiques 4 types de fonctions sont utilisées pour l’analyse en CEM La proportionnalité Z = L L’inversion Z= 1/C proportionnalité au carré E= KIAF² Inversion au carré Sin²x/x² Sur une échelle logarithmique nous obtenons Pente -1 Amplitude Constante Pente +2 Pente +1 Fréquence Pente -2

Application aux signaux périodiques rectangulaires Amplitude en V Amplitude en dBV A 20*log(2At/T) t Temps T 1/T 2/T 3/T 1/t Cette enveloppe est indépendante de la fréquence de répétition du signal. Elle ne dépend que de sa forme

Application aux signaux périodiques numériques Amplitude en V A Amplitude en dBV Pente en 1/t 20*log(2At/T) Temps Les signaux numériques se caractérisent par un front de montée de durée tm Pente en 1/t² Amplitude en V A 1/T 2/T 3/T Temps 1/t 1/tm Temps

Application aux signaux en double exponentielle Temps F(t) = Pour f telle que =  << a << b G(f) = ( niveau constant)   Pour f telle que = a <<  << b G(f) = ( pente d'ordre 1) Pour f telle que = a << b <<  G(f) = ( pente d'ordre 2)

Application aux filtres Les filtres du 1er ordre Fc Filtre passe bas Filtre passe bande

Résistance du blindage Application aux blindages des câbles Vp Modélisation simplifiée de Zt Zt Effet de peau Par définition: Zt = Vp / Igaine Résistance du blindage Zt est définie en 0hm/m Fuites de champ H Fréquence 30 MHz

Application aux blindages des câbles Modélisation asymptotique: B2 B3 B4 B5 B6 Zt 30 MHz   §           B0 = pas de blindage §           B1 => Zt0 = 0dB/m §           B2 => Zt0 = -10dB/m §           B3 => Zt0 = -20dB/m §           B4 => Zt0 = -30dB/m §           B5 => Zt0 = -40dB/m §           B6 => Zt0 = -50dB/m Simple tresse lâche enrubannage Simple tresse Simple tresse optimisée Tresse + enrubannage Double tresses Pente en F Fréquence

Application aux cages de Faraday Une cage de Faraday se comporte comme un filtre passe bas du 1er ordre en champ H Fc environ 300Hz comme un filtre passe bande pour une OEM voir ci-dessus Cas du hublot grillagé

Application aux rayonnement des boucles de masse H Amplitude en dBA/m A Pente en F² En Champ proche => En Champ lointain => Fréquence

Application aux rayonnements sur les boucles de masse On l'obtient le courant de gaine en divisant "e" par Zboucle e Courant de gaine 6*H*h 100/l Fréquence en MHz 3*H*h Z boucle 50/l 100/l Fréquence Zc=125 0hms ( h/d=2) qq kHz Zc l = longueur de la boucle de masse 50/l Fréquence en MHz qq kHz

Limite des protection des filtres d’entrée Application aux susceptibilités des terminaux Susceptibilité en dBV Protection des filtres d’entrée 22 dBv Seuil de destruction Limite des protection des filtres d’entrée Seuil de perturbation -8dBv Fc 30 Fc Fréquence Susceptibilité du terminal

Exemple 1 protection d’une cage de Faraday à une IEMN Cage de Faraday = Filtre du 1er ordre H IEMN Fréquence Fc Ae Transformée de Fourrier du signal résiduel Temps As Fc a/2

Exemple 1 protection d’une cage de Faraday à une IEMN M =Ae/a As Fc =a1/2 F1

Exemple 2 : Durcissement d’un câblage CARACTERISTIQUE DES TENSIONS INDUITES Vp en dBV L= 25m L=5m L= 2,5m Fréquence en MHz

Exemple 2 : Durcissement d’un câblage Risque de destruction Zone de bon fonctionnement Zone de perturbation Zone de destruction 2.2 66 fréquence en MHz 12 0,4 300 10 NB : LES AGRESSIONS ONT ÉTÉ SUPPOSÉES CONSTANTES DANS LA GAMME DE FRÉQUENCE

CONCLUSIONS L’APPROCHE 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 D’OPTIMISER SON ÉTUDE L’OUTIL DE BASE EST BIEN SUR LE TABLEUR ET TOUTES LES FONCTIONS QU’IL PROPOSE