Brevet FR2786337A1 — publié le 20000526

DISPOSITIF DE REDUCTION DE COURANT PARASITE La présente invention concerne des dispositifs pour la réduction des perturbations électromagnétique émises par un équipement d'électronique de puissance. Un tel équipement électronique, par exemple un convertisseur de courant, doit sans cesse voir ses performances améliorées et s'adapter dans le mme temps aux standards actuels qui font baisser les niveaux de pollution admissible dans le cadre des normes de compatibilité électromagnétique (EMC). Une des principales causes de pollution EMC provient des éléments parasites des composants électroniques eux-mmes. Ils génèrent un courant électrique et un champ électromagnétique induit. Il est plus satisfaisant et souvent plus rentable de compenser cette pollution à l'endroit mme où elle est produite, plutôt que de façon globale par filtrage. La présente invention a donc pour objet de corriger le courant parasite dû à la capacité entre spires et entre couches des inductances. Cette capacité parasite, en parallèle sur l'inductance, génère un courant sur le circuit principal par exemple sur un hacheur parallèle de type élévateur. La haute fréquence de ce courant peut se propager en dehors du circuit et créer des champs électromagnétiques très intenses. Le brevet français 9410904 décrit une solution matérielle consistant à placer un élément d'antenne au voisinage d'un conducteur rayonnant de manière à absorber l'énergie électromagnétique qui lui parvient par couplage avec le conducteur rayonnant afin de réduire l'énergie rayonnée dans l'espace qui les entoure tous les deux. Des solutions agissant sur les éléments euxmmes sont utilisées dans l'art antérieur. C'est par exemple le cas du filtrage aux entrées et sorties des appareils ou du blindage du dispositif global ou de certains éléments. Ces solutions ont des limitations techniques et ne suppriment pas toutes les radiations. De plus, un filtrage sophistiqué entraîne des coûts importants, puisqu'il traite la totalité du courant du montage. L'invention permet d'améliorer la qualité du filtrage tout en proposant une solution peu coûteuse. Pour compenser les courants parasites à l'endroit mme où ils sont générés, il est possible de générer un courant de mme intensité avec un sens opposé. Ce courant, injecté dans le système, peut compenser la propagation du courant parasite. L'invention concerne, dans son acception la plus générale, un équipement électronique de puissance comprenant au moins une inductance caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour injecter un courant de compensation du courant parasite induit par l'inductance aux bornes de la source de courant. Le courant de compensation est avantageusement généré par un transformateur et un condensateur de mme capacité que la capacité parasite de l'inductance. L'invention concerne également un procédé de réduction du courant parasite induit dans un équipement électronique de puissance comprenant au moins une inductance comprenant les étapes suivantes : -on mesure la capacité parasite de l'inductance ; -on adapte aux bornes de la source de courant un dispositif possédant la mme capacité parasite que l'inductance et générant un courant de compensation du courant parasite ou on adapte aux bornes de la source de courant un dispositif permettant de générer un courant de compensation de mme forme et de sens opposé. Le dispositif objet de l'invention consiste en un condensateur possédant la mme valeur de capacité que la capacité parasite de la self inductance. Cet élément permet de produire un courant identique à celui présent dans le circuit principal. Ce courant est réinjecté dans le circuit principal en utilisant une ferrite HF comme transformateur"d'inversion"et comme capacité d'isolation. L'énergie transportée par ce courant parasite est généralement faible en comparaison avec celle du convertisseur considéré. Le type de ferrite choisi dépend de la gamme de fréquence. Le dispositif de correction est ainsi moins important que le dispositif corrigé. La compensation de la pollution à sa source est toujours plus efficace que d'autres solutions qui autorisent une propagation partielle et génèrent ainsi des émissions parasites. L'invention permet aussi une compensation mieux localisée et une simplification de la section de filtrage du dispositif électronique. Les caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation de l'invention en se référant aux figures annexées qui représentent : -la figure 1, à titre d'exemple, le schéma d'un hacheur de type élévateur ; -la figure 2, une illustration de l'intensité théorique traversant l'inductance L du schéma de la figure 1 ; -la figure 3, une illustration de ce mme courant au moment de la commutation de l'interrupteur I du schéma de la figure 1 ; -la figure 4, le mme schéma que celui de la figure 1, mais avec indication d'un condensateur et d'une inductance parasites ; -la figure 5, une illustration du dispositif assurant, dans une réalisation selon l'invention, une compensation du courant parasite ; -la figure 6, une illustration des résultats expérimentaux avec le dispositif. Il est très difficile d'obtenir des inductances élevées sans capacités parasites parce qu'un bobinage est constitué d'un enchevtrement de fils qui présentent toujours une certaine surface entre des couches consécutives. Ces capacités ne dérangent généralement pas la fonction de commutation mais engendrent des courants parasites qui doivent tre supprimé pour obéir aux normes EMC. Un exemple d'équipement électronique de puissance est représenté sur la figure 1. Il comprend une source de tension continue E, deux condensateurs Cl et C2, une diode D, une inductance L, un I ainsi qu'une charge R. La figure 2 représente schématiquement l'intensité traversant l'inductance L lorsque l'on effectue des calculs théoriques. Cependant, quand on observe ce courant avec de grandes vitesses de balayage, on peut voir un courant supplémentaire au moment de la commutation qui est représenté sur la figure 3. Ce courant supplémentaire est dû à la capacité intrinsèque de l'inductance, que l'on modélise par la présence du condensateur Cp en parallèle avec l'inductance. Sa capacité Cp est calculée de manière classique en recherchant la fréquence de résonance propre de l'inductance. On obtient alors un nouveau schéma de principe du dispositif, illustré par la figure 4. Un courant parasite peut alors circuler dans la boucle (Cl- Cp-I). Le condensateur Cl possède lui-mme une inductance propre modélisée sur ce schéma par l'inductance L'. L'invention consiste à intégrer un petit circuit comme montré dans la figure 5. On insère un petit transformateur Tf possédant une inductance faible et constitué de deux perles de ferrite enfilées sur deux fils. Un condensateur Cp, de mme capacité que le condensateur parasite Cp génère dans le circuit primaire un courant égal à celui généré par la capacité parasite de l'inductance. Ce courant est ensuite réinjecté dans le sens opposé pour compenser le courant parasite. Le résultat est de baisser la valeur crte de 70 à 45 mA dans cet exemple comme montré dans la figure 6. Le courant de compensation n'a pas nécessairement la mme forme que le courant parasite. En ajoutant des éléments il est possible de perfectionner le système, par exemple une résistance faible peut ajouter une constante de temps dans le circuit capacitétransformateur, cette constante étant inférieure à celle des la boucle compensée. REVENDICATIONS 1-Equipement électronique de puissance comprenant au moins une inductance caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour injecter un courant de compensation du courant parasite induit par l'inductance aux bornes de la source de courant ; 2-Equipement électronique selon la revendication 1 caractérisé en ce que le courant de compensation est généré par un transformateur et un condensateur de mme capacité que la capacité parasite de l'inductance. 3-Procédé de réduction du courant parasite induit dans un équipement électronique de puissance comprenant au moins une inductance caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : -on mesure la capacité parasite de l'inductance ; -on adapte aux bornes de la source de courant un dispositif possédant la mme capacité parasite que l'inductance et générant un courant de compensation du courant parasite. 4-Procédé de réduction du courant parasite induit dans un équipement électronique de puissance comprenant au moins une inductance caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : -on mesure la capacité parasite de l'inductance ; -on adapte aux bornes de la source de courant un dispositif permettant de générer un courant de compensation de mme forme et de sens opposé.