Thèse : Bilel ZAIDI, 30 Nov. 2018

30 octobre 2018 EP, Soutenance de Thèse

Méthode d’optimisation du volume des bobines de mode commun pour la conception des filtres CEM

Date : Vendredi 30 novembre 2018 à 10h
Lieu : IUT A, Amphi 1A06

Résumé

Les convertisseurs statiques utilisés en électronique de puissance sont des sources de perturbations électromagnétiques conduites dans les hautes fréquences. Souvent, le filtrage passif assure la compatibilité électromagnétique des chaînes de conversion d’énergie. Ce travail de thèse présente une méthode d’optimisation du volume de la bobine de mode commun qui est généralement l’élément le plus volumineux du filtre. Le manuscrit commence par faire l’état de l’art des perturbations électromagnétiques conduites en électronique de puissance et des moyens qui permettent leur réduction. Ensuite, un calcul analytique de l’inductance de mode commun minimale qui permet de respecter la contrainte normative est présenté. Ce calcul prend en considération la perméabilité complexe du matériau magnétique et les impédances des différents chemins de propagation des perturbations de mode commun dans la chaîne de conversion. Une fois l’inductance minimale calculée, une méthode d’optimisation du volume de la bobine de commun monocouche qui tient compte de la saturation du matériau magnétique est présentée. L’application de la méthode proposée dans diverses situations a montré l’existence d’une meilleure inductance, pouvant être supérieure à sa valeur minimale, qui permet de réduire au mieux le volume de la bobine. Par ailleurs, des règles de dimensionnement en relation avec la fréquence de commutation du convertisseur et de son rapport cyclique sont définies. La dernière partie de cette étude est dédiée à la prise en compte des effets hautes fréquences de la capacité parasite équivalente de la bobine dans la procédure de dimensionnement. D’abord, une méthode pour la détermination des permittivités relatives du noyau magnétique et pour l’estimation de la capacité parasite équivalente est proposée. Cette méthode, accompagnée d’un calcul analytique de la capacité parasite maximale autorisée, permet d’adapter la géométrie de la bobine de mode commun afin de respecter la contrainte normative dans les hautes fréquences tout en optimisant son volume.

Mots-cles

Electronique de puissance, Compatibilité électromagnétique, Filtrage, Bobine de mode commun, Dimensionnement, Optimisation, Saturation du noyau magnétique, Bobine monocouche

Séminaire, Pr. Alain BOSSAVIT (Supelec), 29 Nov. 2018 L2EP as coordinator of a H2020 project