Les interférences électromagnétiques (IEM) constituent depuis longtemps un défi persistant dans le fonctionnement des appareils électroniques, affectant à la fois la stabilité de l'appareil émetteur et des équipements environnants. La technologie de filtrage actif des IEM est apparue comme une solution innovante, réduisant ou éliminant activement les perturbations électromagnétiques afin d'améliorer les performances de compatibilité électromagnétique (CEM).
Le filtrage IEM traditionnel repose sur des composants passifs tels que des résistances (R), des condensateurs (C) et des inductances (L) disposés en configurations RC, LC ou RLC. Bien que ces filtres passifs offrent simplicité et rentabilité, ils présentent des limites dans certaines applications, notamment en ce qui concerne la taille physique et les performances spécifiques à la fréquence. Le filtrage IEM actif utilise des composants électroniques actifs tels que des amplificateurs opérationnels et des transistors, combinés à des stratégies de contrôle, pour offrir une suppression des IEM plus flexible et efficace. Les solutions hybrides qui intègrent des éléments actifs et passifs gagnent également du terrain pour un équilibre optimal entre performances et coûts.
Les organismes de réglementation internationaux, notamment la Commission électrotechnique internationale (CEI) et la Federal Communications Commission (FCC), appliquent des normes CEM strictes qui définissent les niveaux de rayonnement électromagnétique et d'interférences conduites admissibles. Ces réglementations protègent les services essentiels tels que les communications sans fil et la radiodiffusion contre les interférences électroniques croisées. La conformité à ces normes fait des filtres IEM des composants indispensables pour assurer un fonctionnement fiable dans des environnements électromagnétiques complexes.
Les équipements de conversion de puissance, y compris les convertisseurs CC/CC, les onduleurs et les redresseurs, constituent une source majeure d'IEM en raison des opérations de commutation qui génèrent des transitoires de courant/tension à haute fréquence. Alors que l'électronique de puissance prolifère dans les secteurs industriel et automobile, la demande de filtrage IEM actif continue de croître. Les applications de télécommunications stimulent également l'innovation en matière de suppression des IEM rayonnées, avec des techniques telles que l'horloge à spectre étalé et le blindage électromagnétique qui connaissent une adoption généralisée.
S'inspirant de l'annulation active du bruit acoustique, le filtrage IEM actif fonctionne en générant des signaux en opposition de phase pour contrecarrer les interférences. Un filtre IEM actif standard comprend trois étapes essentielles :
Un principe de conception essentiel garantit que les filtres actifs n'affectent que le bruit haute fréquence sans altérer le fonctionnement en courant continu ou à la fréquence du réseau.
Le bruit IEM se manifeste sous deux formes principales :
Chaque type nécessite des topologies et des configurations de filtres actifs distinctes pour une suppression efficace.
Les filtres IEM actifs mettent en œuvre deux approches de contrôle fondamentales :
Chaque stratégie présente des avantages uniques adaptés à différents contextes opérationnels.
La perte d'insertion (IL) sert de principale mesure de l'efficacité du filtre, calculée en décibels (dB) comme suit :
IL = 20log 10 (|V sans | / |V avec |)
Où V sans et V avec représentent les tensions de charge sans et avec le filtre, respectivement. Des valeurs IL plus élevées indiquent une plus grande atténuation, tandis que les valeurs inférieures à 1 signifient une amplification indésirable du bruit.
Par rapport aux alternatives passives, les filtres IEM actifs offrent :
Cependant, ils introduisent des considérations de conception, notamment :
Grâce à une optimisation minutieuse de la conception, le filtrage IEM actif offre une voie efficace vers une compatibilité électromagnétique améliorée, améliorant à la fois les performances des appareils et la fiabilité du système dans des environnements électroniques de plus en plus complexes.
Les interférences électromagnétiques (IEM) constituent depuis longtemps un défi persistant dans le fonctionnement des appareils électroniques, affectant à la fois la stabilité de l'appareil émetteur et des équipements environnants. La technologie de filtrage actif des IEM est apparue comme une solution innovante, réduisant ou éliminant activement les perturbations électromagnétiques afin d'améliorer les performances de compatibilité électromagnétique (CEM).
Le filtrage IEM traditionnel repose sur des composants passifs tels que des résistances (R), des condensateurs (C) et des inductances (L) disposés en configurations RC, LC ou RLC. Bien que ces filtres passifs offrent simplicité et rentabilité, ils présentent des limites dans certaines applications, notamment en ce qui concerne la taille physique et les performances spécifiques à la fréquence. Le filtrage IEM actif utilise des composants électroniques actifs tels que des amplificateurs opérationnels et des transistors, combinés à des stratégies de contrôle, pour offrir une suppression des IEM plus flexible et efficace. Les solutions hybrides qui intègrent des éléments actifs et passifs gagnent également du terrain pour un équilibre optimal entre performances et coûts.
Les organismes de réglementation internationaux, notamment la Commission électrotechnique internationale (CEI) et la Federal Communications Commission (FCC), appliquent des normes CEM strictes qui définissent les niveaux de rayonnement électromagnétique et d'interférences conduites admissibles. Ces réglementations protègent les services essentiels tels que les communications sans fil et la radiodiffusion contre les interférences électroniques croisées. La conformité à ces normes fait des filtres IEM des composants indispensables pour assurer un fonctionnement fiable dans des environnements électromagnétiques complexes.
Les équipements de conversion de puissance, y compris les convertisseurs CC/CC, les onduleurs et les redresseurs, constituent une source majeure d'IEM en raison des opérations de commutation qui génèrent des transitoires de courant/tension à haute fréquence. Alors que l'électronique de puissance prolifère dans les secteurs industriel et automobile, la demande de filtrage IEM actif continue de croître. Les applications de télécommunications stimulent également l'innovation en matière de suppression des IEM rayonnées, avec des techniques telles que l'horloge à spectre étalé et le blindage électromagnétique qui connaissent une adoption généralisée.
S'inspirant de l'annulation active du bruit acoustique, le filtrage IEM actif fonctionne en générant des signaux en opposition de phase pour contrecarrer les interférences. Un filtre IEM actif standard comprend trois étapes essentielles :
Un principe de conception essentiel garantit que les filtres actifs n'affectent que le bruit haute fréquence sans altérer le fonctionnement en courant continu ou à la fréquence du réseau.
Le bruit IEM se manifeste sous deux formes principales :
Chaque type nécessite des topologies et des configurations de filtres actifs distinctes pour une suppression efficace.
Les filtres IEM actifs mettent en œuvre deux approches de contrôle fondamentales :
Chaque stratégie présente des avantages uniques adaptés à différents contextes opérationnels.
La perte d'insertion (IL) sert de principale mesure de l'efficacité du filtre, calculée en décibels (dB) comme suit :
IL = 20log 10 (|V sans | / |V avec |)
Où V sans et V avec représentent les tensions de charge sans et avec le filtre, respectivement. Des valeurs IL plus élevées indiquent une plus grande atténuation, tandis que les valeurs inférieures à 1 signifient une amplification indésirable du bruit.
Par rapport aux alternatives passives, les filtres IEM actifs offrent :
Cependant, ils introduisent des considérations de conception, notamment :
Grâce à une optimisation minutieuse de la conception, le filtrage IEM actif offre une voie efficace vers une compatibilité électromagnétique améliorée, améliorant à la fois les performances des appareils et la fiabilité du système dans des environnements électroniques de plus en plus complexes.
