Composants de contre-mesure CEM
Les composants de contre-mesure CEM sont des composants électroniques utilisés pour contrer le bruit dans les équipements électriques qui traitent les signaux.
CEM est l’abréviation de compatibilité électromagnétique, le terme “compatibilité” étant traduit par “compatibilité”. La CEM peut être classée en deux catégories : l’EMI (interférence électromagnétique), qui régule le bruit électromagnétique émis par l’équipement lui-même, et l’EMS (susceptibilité électromagnétique), qui prévient les dommages opérationnels causés par le bruit reçu par l’équipement lui-même.
Au niveau international, il existe la norme la norme IEC61000. D’autre part, il est difficile de prévoir le degré de génération de bruit et de résistance au bruit externe au stade de la conception des circuits électriques, etc., et la réalité est que l’état de l’EMI et de l’EMS ne peut être connu avant que le produit n’ait été prototypé et mis en service.
Dans le processus général de développement, les informations sont obtenues par des mesures expérimentales au stade de l’évaluation dans le flux de la conception, du prototypage, de l’évaluation et de la production.
Utilisations des composants de contre-mesure CEM
Les composants de contre-mesure CEM sont utilisés dans des utilisations où ils sont efficaces contre les interférences électromagnétiques (EMI). Elles sont réglementées pour que l’équipement lui-même n’émette pas de bruit et n’affecte pas négativement les équipements périphériques et contre les interférences électromagnétiques (EMS), qui sont réglementées pour que l’équipement lui-même ne soit pas affecté par le bruit provenant de l’extérieur et les dysfonctionnements.
Pour l’UE, il s’agit de produits portant le marquage CE, tandis que pour le marché intérieur, il s’agit généralement d’appareils ménagers, d’équipements de bureautique, de pièces automobiles et d’équipements médicaux portant le marquage PSE entouré de ◇, qui est réglementé par la loi sur la sécurité des appareils et des matériaux électriques. La majorité des produits électriques avec lesquels nous entrons en contact quotidiennement sont couverts et sont utilisés comme composants de contre-mesure au cas où ils ne répondraient pas aux normes fixées par les tests CEM au cours de leur développement.
Principe des composants de contre-mesure CEM
Les composants de contre-mesures CEM peuvent être classés en trois catégories : les contre-mesures électriques sur le circuit électrique, les contre-mesures électromagnétiques en dehors du circuit électrique et les contre-mesures contre le bruit des systèmes de surtension.
1. Contre-mesures sur les circuits électriques
Lorsqu’un changement de potentiel important se produit en peu de temps sur un circuit électrique, il est émis sous forme d’ondes radio à l’extérieur de l’équipement, et ce bruit rayonné est considéré comme une IEM. Par conséquent, lors de la conception des circuits électriques, il est nécessaire d’empêcher autant que possible la génération de ce bruit rayonné.
Par exemple, il est efficace d’installer des circuits snubber dans les circuits de commutation, des filtres d’alimentation dans les circuits d’alimentation et des LPF (filtres passe-bas) dans les circuits de signaux. Ces composants de contre-mesure sont constitués de résistances, de condensateurs, de bobines, etc. et agissent sur une bande de fréquence spécifique en combinant les constantes de temps et les caractéristiques de fréquence des condensateurs et des bobines. En combinant cette bande de fréquence avec la bande de fréquence du bruit, il est possible d’agir sur le bruit.
2. Composants de contre-mesures électromagnétiques en dehors du circuit électrique
Lors de la conception d’un équipement électrique, il y a de nombreux cas où des fils sont utilisés, par exemple pour câbler des moteurs, des lampes ou pour connecter des cartes de circuits imprimés avec des fils. Dans de telles situations, si le circuit électrique ne peut pas prendre de contre-mesures et que le bruit pénètre dans le fil, celui-ci agit comme une antenne et le bruit peut facilement être rayonné.
Des composants magnétiques de contre-mesure, tels que les noyaux de ferrite, sont disponibles pour contrer ce type de bruit sur la ligne. Lorsque des composants magnétiques sont attachés à une ligne (par exemple un fil électrique), ils génèrent des caractéristiques d’inductance dans le fil lui-même et atténuent le bruit dans la bande de fréquence susceptible d’être rayonnée sous forme d’ondes radio.
3. Composants de contre-mesure au bruit de surtension
La résistance à l’électricité statique est définie dans les normes EMS, par exemple JIS C61000-4-2. La norme stipule que le produit ne doit pas présenter de dysfonctionnement dû à l’électricité statique lorsqu’il est touché par une personne, etc. Toutefois, la décharge statique maximale dans l’air doit pouvoir résister à des tensions allant jusqu’à 15 KV.
Les circuits électroniques généraux étant conçus pour des tensions de plusieurs V à plusieurs dizaines de V, il est nécessaire de prendre des mesures contre l’électricité statique avec des éléments qui limitent la tension au moyen de varistances, de diodes Zener, de filtres de surtension, etc. afin d’éviter que l’utilisation directe d’une tension aussi importante ne provoque le dysfonctionnement ou la destruction du circuit.
Autres informations sur les composants CEM
1. Objectif des composants CEM
Actuellement, des lois interdisent la vente de produits sans certification PSE pour les ventes nationales et sans certification CE pour les exportations vers l’UE, etc. La réussite des tests CEM spécifiés dans les normes JIS et CEI est une condition essentielle pour recevoir les certifications PSE et CE.
Les composants de contre-mesure CEM sont destinés à permettre aux produits en cours de développement de satisfaire à ces normes afin de pouvoir être vendus légalement.
2. Conception en prévision des mesures CEM
Il est très difficile d’anticiper toutes les mesures CEM lors de la phase de conception. Dans de nombreux cas, la CEM est évaluée au stade de l’évaluation dans une série de processus tels que la conception, le prototypage, l’évaluation et la production, et une politique de contre-mesures est décidée sur la base des résultats.
Par conséquent, lorsque des contre-mesures sont prises à l’avance lors de la conception, il est possible d’augmenter le nombre d’options de contre-mesures en sélectionnant les sources de bruit potentielles sur la base de l’expérience passée et de la nature du circuit, et en concevant la carte à l’avance de manière à ce que des filtres, etc. puissent être ajoutés par la suite.
3. Utilisation de noyaux de ferrite
La CEM (en particulier l’IEM) est difficile à prévoir et, au stade de l’évaluation, le développement est encore en cours et après que le coût du prototypage a été investi, il est donc très probable qu’il ne soit pas possible d’apporter des modifications majeures à la conception.
Dans de tels cas, les noyaux de ferrite ont le potentiel d’être très efficaces. Dans certains cas, le simple fait de faire passer un signal ou des lignes électriques à travers un noyau de ferrite peut avoir un effet majeur, mais il existe de nombreux types de noyaux de ferrite qui peuvent être installés a posteriori, ce qui présente l’avantage de permettre de prendre des mesures sans apporter de modifications majeures à l’équipement en cours de développement.