Limites des composants L et C
Chargement page et sommaire en cours...
Nos chers conducteurs, composants et produits si imparfaits !
Déformation du réseau sinusoïdal
1
2
3
4
99% des appareils électroniquesAlimentations d'ordinateurs, appareils hi-fi, TV, chargeurs de téléphones et autres... incorporent de nos jours une alimentation à découpage ! Ces alimentations déforment le réseau, nous allons le voir mais commençons par ce constat :
En bleu le signal filtré par des condensateurs après redressement double alternance d'un courant monophasé (marron hachuré)
Comme le démontre ce graphe, le condensateur ne sollicite le réseau R que lors des temps R en rouge, pour sa charge. Le reste du temps en vert, le condensateur C restitue son électricité à l'alimentation !
Le réseau n'est sollicité que pendant le très court temps en orange.
Cela provoque une pointe d'intensité I en rouge très brusque et élevée, générant des harmoniques (fréquences plus élevées que la source, ici 50 Hz ou 60 Hz) dues à la vitesse de montée de I. Harmoniques ⇒ parasites, perturbations !
Allure des intensités
- Avec une intensité de charge en rouge, I sollicité uniquement lorsque U est maximum : cas réel
- Avec un I idéal en vert, si la charge était répartie sur toute l’alternance... Cas idéal !
Mais la conséquence sur la sinusoïde du courant des réseaux électriques est une déformation notable
En pointillés verts, la courbe idéale. En rouge, une courbe réelle telle que disponible partout où ne ne choisit pas correctement ses équipements......
Correction par filtre actif et passif FPC, CFPFactory Power Correction ou Correction du Facteur de Puissance, à ne pas confondre avec le cosinus phi ! Ici on limite une déformation, il n'existe pas de déphasage temporel !
1
2
Le synoptique ci-dessus représente le FPC/PFC actif qui comporte 4 éléments :
- R : le redresseur avec son traditionnel pont de diodes
- E : l'élévateur sollicité en début et fin d'alternance
En marron, pointillés du haut : les alternances redressées
Au milieu, en bleu : le pilotage de l'élévateur
En rouge, en bas : la tension double alternance en sortie de l'élévateur !
Notez qu'on est proche du maxi pendant la majorité du temps ! - F : le condensateur de filtrage
- D : l'alimentation à découpage
Limites en fréquence d'un condensateur !
Dans cette vidéo, le condensateur est en série avec la résistance. On observe l'évolution de l'impédance en appliquant un signal sinusoïdal évoluant en fréquence.Rouge : tension aux bornes du condensateur, Bleu : tension aux bornes de la résistance
Outre l'inductance des 'pattes' de condensateurs comme représenté ci-contre, l'inductance due à la spirale des modèles cylindriques, proche d'une bobine, est responsable de la limite
vue dans la vidéo :Incapacité de maintenir sa caractéristique physique de condensateur à partir d'une certaine fréquence...
Limite en fréquence de l'inductance d'une bobine
Dans cette vidéo, la bobine est en série avec la résistance. On observe l'évolution de l'impédance en appliquant un signal sinusoïdal évoluant en fréquence.Rouge : tension aux bornes de la bobine, Bleu : tension aux bornes de la résistance
Toute bobine est constituée de spires jointives électriquement isolées par un simple vernis isolant.
L'inductance de chaque spire devient minoritaire
sur la capacité parasite formée entre 2 spires à partir d'une certaine fréquence...C'est pour cette raison que les spires des inductances conçues pour de hautes fréquences ne sont pas jointives
Les spires ne sont non seulement pas jointives mais multibrins isolés entre eux afin de limiter l'effet de peau et l'inductance parasite
Les inductances ainsi en // diminuent (L final = L unitaire / nombre de fils) !
Vidéo : la CEM existe aussi en 50 Hz !
Eviter tout fil, à cause de son inductance propre1 µH par mètre pour tout fil !, faisant l'aller-retour avec le condensateur.
La règle : 2 fils par borne du condensateur : 1 aller et 1 retour !
Conséquences de ces limites
En conception électronique, par exemple, on évitera d'utiliser des condensateurs axiaux qui imposent une patte longue, pour le retour si vertical ; ou, si couché : 2 pattes dont chaque longueur est égale au rayon du cylindre du condensateur + l'épaisseur du circuit imprimé...Au profit des radiaux
Radial en haut, axial en bleu en bas qui, installés verticalement, n'opposent en longueur de pattes que 2 épaisseurs de circuit imprimé !
On soignera le tracé des circuit imprimés. Les petits condensateurs seront soudés au plus près et en version CMS
pour éviter toute longueur de connexion... |  |
| Ci-dessus, on voit en bas à gauche le condensateur de filtrage gris au plus près de la borne d'entrée BNC, l'amplitude du rebond sur l'écran de l'oscilloscope est contenue. | Cette fois, le condensateur est 'pattes longues', on n'a pas veillé à raccourcir ses pattes de liaison qui offrent une inductanceQuelques 0.05µH, c'est peu mais à cette fréquence.... X = L × 2 × π × f(Hz), la différence est significative sur l'écran ! |
1089
Cours extrait du stage : CEMINIT
Stage : CEMINIT
CEM Perturbations
