Filtres et Capacités de traversée – TESCH

But

Un filtre d’alimentation a pour but d’atténuer le niveau électrique haute fréquence émis par le système en fonctionnement vers le réseau ou la source de signal. Cette atténuation est nécessaire pour garantir le bon fonctionnement du système, ainsi que celui des systèmes environnants.

La directive 89/336/CEE (décret 92-587 du 26 juin 1992) relative à la compatibilité électromagnétique, dite directive CEM, définit les limites d’émission des système électriques et électroniques. Cette directive est applicable à tout système électrique ou électronique depuis le 1er janvier 1996.

Composants utilisés

Un filtre réseau ou de signaux se compose d’un ensemble plus ou moins complexe de selfs, de condensateurs et de résistances agencées en fonction du niveau de perturbation du système à filtrer, du niveau de filtrage recherché, de la fréquence de coupure souhaitée et des impédances de source (secteur) et de charge (système à filtrer).

SELF

Une self est un composant passif qui se caractérise par son inductance, exprimée en Henry.

Elle se comporte comme une résistance qui varie en fonction de la fréquence (son impédance). En théorie, plus la fréquence augmente, plus cette impédance augmente. Elle se place en série avec le signal à filtrer.

En basse fréquence, l’impédance est pratiquement nulle et laisse passer le signal actif. En haute fréquence, elle devient importante et bloque les signaux parasites conduits. En pratique, cette self n’est pas un composant parfait. En basse fréquence, son impédance qui n’est pas totalement nulle créée une légère chute de tension et, par voie de conséquence, chauffe, comme toute résistance soumise au passage d’un courant. En haute fréquence, selon la technologie choisie pour sa fabrication, la valeur de sa capacité parasite, en parallèle sur l’inductance fait chuter la valeur globale d’impédance et limite, de ce fait, l’atténuation théorique. Cette technologie dépend aussi de l’intensité de courant qui traverse la self et du coût final du produit. Elle peut être en ferrite ou en poudre de fer, ou bobinée sur un noyau magnétique ou à même à air.

CONDENSATEUR

Un condensateur est un composant passif qui se caractérise par sa capacité, exprimée en Farad. Il se comporte également comme une résistance variable en fonction de la fréquence. Mais, à la différence de la self dont l’impédance augmente avec la fréquence, celle du condensateur décroît avec la fréquence. Elle se place en parallèle avec le signal à filtrer, entre le signal et la masse.

En basse fréquence, son impédance est très importante et laisse passer le signal.

En haute fréquence, l’impédance tend à devenir nulle et le condensateur se comporte comme un court-circuit qui conduit les parasites directement à la masse.

En réalité, comme l’impédance basse fréquence n’est pas infinie, une faible partie du signal actif traverse le condensateur et va à la masse, ce qui génère des courants de fuite à la terre préjudiciables à la sécurité du système dans le cas des filtres secteur. En haute fréquence, là encore en fonction du choix de technologie de construction, une inductance parasite en série avec la capacité constitue une impédance qui limite l’atténuation du condensateur.

Les condensateurs utilisés dans les filtres sont de type électrolytiques, céramique ou feuille.

RÉSISTANCE

Des résistances sont parfois ajoutées dans les filtres réseau pour décharger rapidement l’énergie stockée dans les condensateurs lorsque le filtre est déconnecté du réseau, pour des raisons de sécurité.

CONFIGURATION DU FILTRE

L’agencement des selfs et des condensateurs dépend des impédances de source et de charge et influe directement sur l’atténuation du filtre.

Filtre en « C »

Ce filtre élémentaire est principalement utilisé au filtrage des courants continus. Son atténuation de 20dB/décade peut aussi convenir dans les cas ou seul un filtrage haute fréquence est nécessaire.

Filtre en « L »

Composé d’un condensateur et d’une self, il se comporte en convertisseur d’impédance et offre une atténuation de 40dB /décade.

Filtre en « Pi »

Composé de 2 condensateurs et d’une self, son impédance est neutre si les deux valeurs de capacité sont identiques. Il offre une atténuation de 60dB /décade.

ATTÉNUATION

L’atténuation est le logarithme du rapport entre la tension du système non filtré et la tension de ce même système avec filtre, exprimé en décibels. Elle dépend des impédances de source (côté réseau) et de charge (côté système).

Les courbes indiquées dans ce catalogue sont fournies par un système équilibré 50W/50W. Les courbes d’atténuation sur réseau déséquilibré 0.1W/100W et 100W/0.1W peuvent être obtenues sur demande. Cependant, l’atténuation réelle d’un filtre, et donc son efficacité ne peut être obtenue que sur le système réel à filtrer, en fonction des impédances de source et de charge plus ou moins complexes qu’il comporte.

L’atténuation se calcule à l’aide de la formule : 

AtténuationU Entrée / U Sortie
6 dB2
20 dB10
40 dB100
60 dB1 000
80 dB10 000
100 dB100 000
120 dB1 000 000

Une atténuation de 60 dB à 10MHz signifie que la tension parasite à la sortie du filtre est d’un millième de la tension parasite d’entrée mesurée à 10MHz.

Respect des normes de sécurité

Selon leur type et leur usage, les filtres TESCH sont en conformité avec les normes de sécurité applicables en Europe et aux Etats-Unis.

La norme EN 132400 est appliquée aux condensateurs de traversée, et la norme EN 133200 l’est aux filtres de traversée. De plus, la majorité des filtres TESCH sont conformes à la norme américaine UL 1283 (file E160990, octobre 1998).

Seuls deux types de produit n’ont pas subi le processus d’homologation UL : Les produits réalisés sur cahier des charges pour des clients européens spécifiques qui n’exportent pas leurs équipements vers les Etats-Unis et les produits de petite dimension qui ne peuvent respecter – de par leur construction – les distances de sécurité nécessaires à la conformité UL. La norme EN 60950 ne s’applique qu’à des équipements complets et fonctionnels. Elle ne s’applique donc pas directement aux filtres EMI.

En revanche, l’utilisation d’un produit TESCH, conforme aux normes précitées, dans un équipement électrique ne remettra pas en cause la conformité de l’équipement à la norme EN 60950, si bien sûr le reste de l’équipement est également conforme aux normes qui lui sont applicables.

Les références des capacités de traversée, des filtres de traversée, des filtres industriels triphasés et des filtres de cage de Faraday fabriqués par TESCH ont récemment changé. Ce changement important a été motivé par deux raisons principales :

ULLa mise en conformité de la majeure partie des produits TESCH avec les normes de sécurité américaines UL 1283. Ceux-ci étant déjà compatibles avec les normes Européennes EN 60950, EN 132400 et EN 133200.
ISO 9001La conception d’un nouveau modèle, ou la modification d’un modèle existant, à la demande d’un client, est plus facile à gérer avec cette nouvelle numérotation et simplifie la traçabilité des dossiers requise par la norme ISO 9001

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