Pourquoi ai-je besoin d'un filtre EMI ? Un guide pratique pour les concepteurs d’équipements

Les équipements électriques et électroniques modernes dépendent fortement des alimentations à découpage, des contrôleurs numériques, des entraînements de moteur, des onduleurs, des circuits de communication et des semi-conducteurs de puissance à grande vitesse.

Ces technologies améliorent l’efficacité et les performances, mais génèrent également un bruit électrique haute fréquence indésirable.

Cela soulève une question importante :

Pourquoi ai-je besoin d'un filtre EMI ?

La réponse courte est :

Vous aurez peut-être besoin d'un filtre EMI lorsque les interférences électromagnétiques conduites générées par votre équipement (ou entrant dans votre équipement via la ligne électrique) affectent la conformité CEM, la stabilité du système, la fiabilité des communications ou les appareils électroniques à proximité.

Unfiltre EMIaide à réduire les bruits haute fréquence indésirables circulant dans les lignes électriques CA ou CC tout en permettant le passage de l'énergie électrique requise.

Cependant, tous les produits n'ont pas automatiquement besoin d'un filtre EMI externe. La décision dépend de l'architecture de l'équipement, des circuits de commutation, des exigences CEM, du système d'alimentation, de l'environnement d'installation et des résultats des tests réels.

Ce guide explique quand les filtres EMI sont nécessaires, quels problèmes ils résolvent, quand un filtre externe n'est pas nécessaire et comment les ingénieurs peuvent déterminer la bonne solution de filtrage.

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Qu'est-ce que les interférences électromagnétiques (EMI) ?

EMI signifieInterférence électromagnétique.

Autrement dit,interférence électromagnétique EMIfait référence aux perturbations électromagnétiques indésirables provenant d'appareils électroniques ou de sources naturelles qui peuvent interférer avec le fonctionnement des équipements électriques ou électroniques.

Les EMI peuvent provenir de nombreuses sources, notamment :

• Alimentations à découpage

• Variateurs de fréquence

• Servomoteurs

• Onduleurs

• Convertisseurs DC/DC

• Contrôleurs de moteur

• Circuits de commutation IGBT et MOSFET

• Pilotes de LED

• Microprocesseurs

• Relais et contacteurs

• Câbles d'alimentation et moteur longs

• Mauvaise mise à la terre ou blindage

EMI fait référenceaux perturbations qui peuvent affecter les systèmes voisins soit parconduit et rayonnéchemins.

Certains EMI se déplacent dans les airs commeEMI rayonné.

D'autres interférences se propagent le long des conducteurs électriquesréalisé EMI.

Les filtres EMI pour lignes électriques sont principalement conçus pour contrôlerinterférence conduite.

Un arrangement typique est le suivant :

Secteur CA → Filtre EMI → Équipement

Le filtre peut empêcher le bruit généré par l'équipement de se propager sur le secteur tout en réduisant également certains bruits conduits externes entrant dans l'équipement.

Si vous souhaitez une explication plus approfondie de la construction et du fonctionnement du filtre EMI, lisezQu'est-ce qu'un filtre EMI ?.

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Que fait réellement un filtre EMI ?

Un filtre EMI est généralement un réseau de filtrage passif qui utilise des condensateurs et des inductances pour la suppression du bruit, avec des composants tels que :

• Inductances de mode commun

• Inductances différentielles

• X condensateurs

• Condensateurs Y

• Résistances de décharge

La topologie exacte dépend de la conception et de l'application du filtre. Un filtre de premier ordre utilise un composant réactif, tandis qu'un filtre de second ordre en utilise au moins deux pour une plus grande atténuation.

La plupart des filtres EMI pour lignes électriques se comportent globalement comme un filtre passe-bas.

L'alimentation CC ou CA basse fréquence requise passe à travers le filtre, tandis que l'énergie indésirable à haute fréquence est atténuée. La fréquence de coupure est le point où l'atténuation atteint 3 dB.

Par exemple, une alimentation industrielle 50/60 Hz a besoin de la fréquence d'alimentation fondamentale pour passer avec un impact minimal.

Dans le même temps, les circuits de commutation à l'intérieur de l'équipement peuvent générer du bruit de l'ordre du kilohertz vers des fréquences beaucoup plus élevées.

Le filtre EMI crée une impédance et des chemins de retour de bruit contrôlés qui réduisent cette énergie haute fréquence indésirable.

Les termesfiltre EMIetFiltre CEMsont souvent utilisés de manière interchangeable dans les applications de lignes électriques. Pour plus de détails sur la terminologie et le rôle au niveau du système, voirQu'est-ce qu'un filtre CEM?.

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1. Vous aurez peut-être besoin d'un filtre EMI pour répondre aux exigences EMC

L'une des raisons les plus courantes pour installer un filtre EMI estConformité CEM. Les filtres EMI jouent un rôlerôle critiqueen aidant les produits à répondrenormes réglementaireset les exigences de compatibilité électromagnétique.

Les produits électriques et électroniques peuvent être soumis à des exigences de compatibilité électromagnétique en fonction :

• Catégorie de produit

• Environnement prévu

• Marché

• Système d'alimentation

• Application

• Cadre réglementaire

Des exemples de normes qui peuvent être pertinentes pour différents types d'équipement comprennent, et cesNormes CEMdéfinir les émissions électromagnétiques maximales autorisées pour la catégorie de produit et l'environnement :

• CISPR 11 pour certains équipements industriels, scientifiques et médicaux

• CISPR 32 pour les équipements multimédia

• CEI 61800-3 pour les systèmes d'entraînement de puissance à vitesse variable

• CEI 60601-1-2 pour les équipements électromédicaux

Les organismes de réglementation imposent des limites au bruit électromagnétique, y compris leCommission fédérale des communicationsaux États-Unis sous le titre 47, partie 15.

La norme applicable doit toujours être déterminée en fonction du produit final et du marché cible.

Un filtre EMI peut aider à réduire les émissions conduites mesurées à l'entrée d'alimentation de l'équipement, et le filtrage prend également en charge la conformité aux normes FCC etRéglementations CEMle cas échéant.

Cependant:

L'ajout d'un filtre EMI ne garantit pas automatiquement que l'équipement réussira les tests CEM.

Les performances CEM dépendent également de :

• Disposition des circuits imprimés

• Mise à la terre

• Collage du châssis

• Blindage

• Acheminement des câbles

• Longueur du câble

• Fréquence de commutation

• Construction de l'enceinte

• Installation de filtre

• Impédance de source et de charge

Le système complet doit donc être évalué.

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2. Vous aurez peut-être besoin d'un filtre EMI car l'électronique de commutation génère du bruit

Les systèmes électroniques de puissance modernes fonctionnent en commutant rapidement la tension et le courant.

Les exemples incluent :

• Alimentations SMPS

• VFD

• Servomoteurs

• Onduleurs solaires

• Convertisseurs de puissance de recharge pour véhicules électriques

• Systèmes UPS

• Entraînements à moteur

• Chargeurs de batterie

Les fronts de commutation rapides créent des composantes de courant haute fréquence. Si rien n’est fait, le bruit EMI provenant de ces circuits peut nuire à un fonctionnement fiable.

Ces courants de bruit peuvent se coupler aux lignes électriques, aux structures de châssis, au câblage de signaux, aux câbles de communication et aux équipements à proximité. Le filtrage peut donc également améliorer l'intégrité du signal en limitant la diaphonie et les signaux parasites.

Par exemple, un VFD contrôlant un moteur utilise une commutation semi-conductrice à grande vitesse pour générer une forme d'onde de sortie à fréquence variable.

Le système résultant peut générer un bruit important en mode commun et en mode différentiel.

Installation d'unFiltre EMI VFDà l'entrée CA peut aider à réduire les interférences conduites se propageant vers le système de distribution d'énergie. Un filtrage approprié peut également protéger les composants microélectroniques sensibles des pics de tension et du bruit haute fréquence tout en réduisant les contraintes électriques sur les composants électroniques connectés.

Pour les applications VFD, le filtrage doit être pris en compte avec :

• Blindage du câble moteur

• Longueur du câble

• Mise à la terre

• Collage PE

• Câblage d'entrée

• Exigences de filtrage côté sortie

Un filtre EMI d'entrée et une self de sortie, un filtre dv/dt ou un filtre sinus remplissent des fonctions différentes et ne doivent pas être traités comme des composants interchangeables.

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3. Vous aurez peut-être besoin d'un filtre EMI pour protéger les appareils électroniques sensibles

L’EMI n’est pas seulement une question de réglementation.

Cela peut également devenir un problème de fiabilité des équipements.

Les machines modernes contiennent fréquemment des systèmes électroniques sensibles tels que :

• Automates

• Ordinateurs industriels

• Encodeurs

• Capteurs

• Communication Ethernet

• Communication CAN

• Réseaux de bus de terrain

• Circuits de mesure

• Entrées de signaux analogiques

• Microcontrôleurs

Le bruit à haute fréquence pénétrant dans ces systèmes peut contribuer à des symptômes tels que :

• Réinitialisations inattendues de l'automate

• Erreurs de communication

• Instabilité du capteur

• Mesures incorrectes

• Défauts du contrôleur

• Erreurs d'encodeur

• Arrêts intermittents des équipements

• Défauts inexpliqués de la machine dans les composants électroniques sensibles, avec des interférences électromagnétiques conduites provoquant parfois un dysfonctionnement temporaire ou permanent

Ces symptômes ne prouvent pas automatiquement que la ligne électrique est le chemin d'interférence.

Les ingénieurs doivent identifier le mécanisme de couplage avant de sélectionner une solution.

Si les interférences sont transmises via l'entrée d'alimentation de l'équipement, un filtre EMI peut aider à prévenir les interférences dans le cadre de l'action corrective.

Pour les armoires API monophasées, les systèmes de contrôle, les alimentations et les équipements similaires, unfiltre EMI monophaséest généralement évalué lorsque l'entrée CA fait partie du chemin du bruit conduit.

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4. Vous aurez peut-être besoin d'un filtre EMI pour empêcher votre équipement d'affecter d'autres appareils

EMC fonctionne dans les deux sens.

Votre équipement doit fonctionner de manière fiable dans son environnement électromagnétique, mais il doit également éviter de produire des interférences inacceptables pour d’autres équipements. Les filtres EMI aident également à empêcher un appareil d’émettre des interférences affectant les appareils électroniques à proximité.

Considérons une armoire de commande industrielle contenant :

• VFD

• Servoamplificateurs

• Automates

• Alimentations 24 VCC

• Ethernet industriel

• Capteurs

• Relais de contrôle

Les disques peuvent générer un bruit de commutation important.

Sans une conception CEM appropriée, ce bruit peut se propager à travers un câblage d'alimentation partagé ou se coupler à des câbles de signal à proximité dans des armoires où de nombreux appareils partagent un câblage ou un espace.

Le résultat peut être que le moteur lui-même fonctionne correctement tandis qu'une autre partie de la machine devient instable.

Pour les équipements industriels de forte puissance alimentés par un réseau triphasé, judicieusement sélectionnéfiltres EMI triphaséspeut aider à réduire la propagation du bruit conduit entre les composants électroniques de puissance bruyants et le système électrique environnant.

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5. Ai-je toujours besoin d'un filtre EMI si mon alimentation répond déjà aux exigences CEM ?

Peut-être.

Il s’agit d’une problématique importante pour les concepteurs d’équipements.

Une alimentation peut réussir les tests CEM de son propre fabricant dans une configuration de laboratoire définie.

Mais lorsque cette alimentation est installée à l’intérieur de votre équipement final, l’environnement électromagnétique change.

Votre système complet peut également contenir :

• Moteurs

• Microprocesseurs

• Câbles longs

• Affichages

• Modules de communication

• Relais

• Convertisseurs de commutation

• Ventilateurs de refroidissement

• Autres alimentations

La disposition physique des équipements peut également créer de nouvelles voies de couplage.

Par exemple:

Câble d'entrée → Alimentation → Câble de sortie

Si les câbles d'entrée et de sortie sont acheminés à proximité l'un de l'autre, le bruit haute fréquence peut se coupler autour du réseau de filtrage d'origine.

Par conséquent:

Un composant conforme ne rend pas automatiquement l’équipement complet conforme à la CEM.

L'équipement final doit donc être évalué au niveau du système.

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6. Bruit en mode commun et en mode différentiel

Pour comprendre si vous avez besoin d'un filtre EMI, il est utile de comprendre les deux principaux modes de bruit conduit.

Bruit en mode commun

Le bruit de mode commun apparaît généralement sur plusieurs conducteurs par rapport au châssis ou à la terre, le courant indésirable revenant souvent par des chemins parasites.

Les sources typiques incluent :

• Capacité parasite

• Fronts de commutation rapides

• Accouplement câble moteur

• Couplage du dissipateur thermique

• Capacité du transformateur

Une self de mode commun est couramment utilisée pour fournir une impédance contre ce bruit.

Les condensateurs Y peuvent fournir un chemin à faible impédance pour le bruit de mode commun haute fréquence vers la terre de protection ou le châssis.

Cependant, les valeurs du condensateur Y influencent le courant de fuite et nécessitent donc une attention particulière dans des applications telles que les équipements médicaux.

Bruit en mode différentiel

Un bruit en mode différentiel apparaît entre les conducteurs.

Pour un système CA monophasé, par exemple, le bruit peut exister entre la ligne et le neutre, de sorte que le filtre supprime les courants indésirables tout en permettant aux courants souhaités de continuer à traverser les conducteurs.

Le filtrage en mode différentiel implique généralement :

• X condensateurs

• Inductance différentielle

• Réseaux LC à plusieurs étages

De nombreux filtres EMI commerciaux sont conçus pour atténuer les interférences en mode commun et en mode différentiel.

L'équilibre requis dépend des caractéristiques sonores mesurées de l'équipement.

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7. Que se passe-t-il si je n'utilise pas de filtre EMI ?

Le résultat dépend entièrement de l'équipement.

Un système sans filtre EMI externe peut fonctionner parfaitement si sa conception CEM interne offre déjà une atténuation suffisante.

Dans d’autres cas, un filtrage insuffisant peut contribuer à plusieurs problèmes.

Échec des tests d’émissions conduites

L'équipement peut dépasser les limites applicables à des fréquences particulières, provoquant une défaillance par rapport aux réglementations CEM ou à d'autres normes réglementaires applicables.

Interférence avec d'autres équipements

Le bruit peut se propager via des systèmes d'alimentation CA ou CC partagés et, dans les environnements industriels, ce bruit propagé peut également contribuer à la perte de données dans les systèmes connectés.

Instabilité des communications

Les réseaux de communication industriels peuvent rencontrer des erreurs lorsque du bruit se produit dans les câbles, les références ou les alimentations.

Problème de contrôleur ou d'automates

Les composants électroniques sensibles peuvent subir des réinitialisations ou un fonctionnement instable dans certaines conditions d'interférence.

Refonte CEM supplémentaire

La découverte d'émissions excessives tard dans le processus de certification peut nécessiter un filtrage supplémentaire, une refonte des circuits imprimés, des modifications du câblage, du blindage ou des modifications du boîtier.

Pour cette raison, les considérations CEM sont généralement plus efficaces lorsqu'elles sont prises en compte lors de la phase de conception, les ingénieurs concepteurs évaluant les options de filtres et les équipements de test plus tôt afin de raccourcir les cycles de certification plutôt qu'après l'échec d'un test final.

8. Chaque appareil électronique a-t-il besoin d'un filtre EMI ?

Non.

Un filtre EMI externe n'est pas automatiquement requis dans chaque produit.

Vous n’aurez peut-être pas besoin d’un filtre externe supplémentaire si :

• L'alimentation électrique existante comprend un filtrage adéquat

• Le filtrage interne répond déjà aux exigences du système

• Les tests CEM confirment des émissions acceptables

• L'équipement est doté de circuits à faible bruit

• Le produit n'a pas de source significative de bruit de commutation

• L'installation fournit un contrôle CEM adéquat

• Les exigences système applicables peuvent déjà être satisfaites

La bonne question n’est donc pas :

« Est-ce que chaque appareil électronique a besoin d'un filtre EMI ? »

C'est:

« Cet équipement nécessite-t-il une atténuation supplémentaire du bruit conduit pour répondre à ses exigences CEM et opérationnelles ? »

Les tests constituent généralement le moyen le plus fiable de répondre à cette question.

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9. Comment savoir si mon équipement a besoin d'un filtre EMI ?

Utilisez une combinaison de revue de conception et de mesure.

Un processus d’ingénierie pratique est :

Étape 1 : Identifier les sources potentielles de bruit

Rechercher:

• VFD

• Servomoteurs

• Alimentations à découpage

• Onduleurs

• Appareils de commutation à grande vitesse

• Câbles moteur longs

• Convertisseurs haute puissance

Étape 2 : identifier les circuits sensibles

Déterminez si l’équipement contient :

• Automates

• Encodeurs

• Interfaces de communication

• Circuits analogiques de précision

• Capteurs

• Circuits de mesures médicales

Étape 3 : Déterminer les exigences CEM applicables

Identifier:

• Catégorie de produit

• Marché cible

• Environnement d'installation

• Norme CEM requise

• Limites d'émission

• Exigences d'immunité

Faites-le dès le début du développement du produit.

Étape 4 : Effectuer des tests de pré-conformité EMC

Les tests peuvent déterminer :

• Si les émissions conduites dépassent les limites

• À quelles fréquences le problème se produit

• Quelle atténuation peut être nécessaire

• Que le bruit en mode commun ou en mode différentiel domine

Un résultat de test est bien plus utile pour la sélection de filtres que de simplement dire :

"Ma machine est équipée d'EMI."

Étape 5 : Évaluer le filtrage

Comparez les fréquences problématiques avec les caractéristiques de perte d'insertion du filtre.

Vérifiez ensuite les performances de l’équipement réel.

N'oubliez pas que les courbes de perte d'insertion des fiches techniques sont normalement mesurées sous des impédances de laboratoire définies.

Les performances réelles du système peuvent différer car les impédances réelles de source et de charge sont rarement identiques à la configuration de test.

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10. Quel équipement utilise couramment des filtres EMI ?

Les filtres EMI jouent un rôle essentiel dans différentes industries et applications de filtres EMI où les exigences en matière d'électronique de commutation et de CEM sont courantes.

Automatisation industrielle

L'équipement typique comprend :

• Armoires de contrôle PLC

• Systèmes d'asservissement

• Machines CNC

• Robotique

• Machines d'emballage

• Alimentations industrielles

Le filtrage aide à protéger les équipements industriels des interférences électromagnétiques dans les armoires de commande et les systèmes automatisés.

Des filtres EMI monophasés ou triphasés peuvent être utilisés en fonction du système électrique et de l'architecture de l'équipement.

Pour un aperçu plus large des problèmes de CEM dans les usines de fabrication et les systèmes de contrôle de machines, voir DOREXSSolutions de filtres EMI industriels.

Variateurs de fréquence

Les systèmes VFD dans les applications haute puissance sont des sources de bruit importantes en raison de la commutation rapide des semi-conducteurs.

Un triphasé ou dédiéFiltre EMI VFDpeut être installé à l’entrée AC.

D'autres mesures CEM peuvent inclure :

• Mise à la terre appropriée

• Câbles moteur blindés

• Connexions de liaison courtes

• Séparation correcte des câbles

• Filtrage de sortie approprié

Systèmes de servomoteurs

Les servoamplificateurs peuvent générer du bruit de commutation tout en fonctionnant simultanément à proximité d'encodeurs et de circuits de communication sensibles.

Une bonne disposition des armoires et un filtrage des lignes électriques peuvent donc constituer des éléments importants de la conception CEM.

Équipement médical

Les dispositifs médicaux dans le domaine médical peuvent combiner une électronique de mesure sensible avec des exigences strictes en matière de courant de fuite et de CEM.

La sélection du filtre doit donc prendre en compte à la fois :

Atténuation EMI

et

courant de fuite

L'utilisation d'un filtre avec une capacité de terre excessive peut être inappropriée même si ses performances en matière de perte d'insertion semblent attrayantes. Un filtrage approprié contribue à garantir le fonctionnement fiable des équipements médicaux sensibles et la sécurité des patients, et des filtres EMI sont utilisés dans les dispositifs médicaux pour garantir la sécurité.

Des EMI sévères peuvent contribuer à la défaillance d’équipements médicaux essentiels, c’est pourquoi les filtres EMI de qualité médicale et leur conformité sont importants. Pour ces systèmes, explorez DOREXSsolutions de filtres EMI médicaux, y compris des configurations à faible fuite pour des applications adaptées.

Chargement des véhicules électriques, alimentations électriques et conversion de puissance

L'équipement de recharge des véhicules électriques contient des étages de conversion haute puissance, des dispositifs de commutation, des composants électroniques de communication et des interfaces AC/DC qui fonctionnent comme des systèmes électroniques de puissance.

Un contrôle EMI peut être nécessaire à différents endroits en fonction de l'architecture du convertisseur et du chemin du bruit, et le filtrage atténue le bruit dans l'électronique de puissance pour permettre un fonctionnement fiable du système de convertisseur.

Cela peut inclure :

• Filtrage d'entrée CA

• Filtrage côté DC

• Gestion des câbles

• Blindage

• Mise à la terre

Là où des interférences sont présentes sur les lignes électriques CC, dédiéesFiltres EMI CCpeut être évalué en fonction de la tension, du courant, de l'architecture du convertisseur et de l'atténuation requise.

Équipement de communication

Le bruit des lignes électriques à radiofréquence peut affecter les équipements de communication et de données sensibles.

Des filtres d'entrée CEI, des filtres de circuits imprimés, des filtres CC ou des filtres d'alimentation montés sur châssis peuvent être sélectionnés en fonction du système.

Les équipements compacts alimentés en courant alternatif peuvent également utiliser unmodule d'entrée de puissancequi intègre l'entrée CEI avec filtrage EMI et, selon la configuration, des fonctions telles que le fusible ou la commutation, avec certaines configurations compactes utilisant des composants discrets ou des modules intégrés en fonction des contraintes d'emballage.

11. Où doit-on installer un filtre EMI ?

Pour le filtrage de l'entrée d'alimentation, le filtre doit généralement être installé à proximité du point d'entrée de l'alimentation dans le boîtier de l'équipement.

Une mise en page simplifiée est la suivante :

Entrée CA → Filtre EMI → Équipement/Convertisseur de puissance

plutôt que :

Entrée CA → Câble interne long → Filtre EMI → Équipement

L'objectif est d'éviter qu'un câblage non filtré ne devienne un chemin de couplage de bruit interne.

Les principes d'installation importants comprennent :

• Gardez le câblage d'entrée court

• Gardez le câblage de sortie court lorsque cela est possible

• Câbles filtrés et non filtrés séparés

• Évitez d'acheminer les conducteurs d'entrée et de sortie ensemble

• Assurer une liaison efficace du châssis

• Utilisez un chemin à faible impédance vers le châssis ou la terre à haute fréquence

• Évitez les longs câbles de mise à la terre

• Suivez les recommandations de montage du fabricant du filtre

Un bon filtre mal installé peut fonctionner bien en deçà de ses capacités indiquées dans la fiche technique, en particulier sur les lignes de transmission constituées de câblages internes et de câbles plus longs.

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12. Comment choisir le bon filtre EMI ?

Ne sélectionnez pas un filtre basé uniquement sur la note actuelle.

Au minimum, pensez à :

Facteur de sélection	Pourquoi c'est important
Tension de fonctionnement	Doit correspondre au système électrique
Courant nominal	Doit prendre en charge un courant de fonctionnement continu
Configuration des phases	Monophasé, triphasé à trois fils, triphasé à quatre fils ou CC
Fréquence du bruit	Détermine où l'atténuation est requise
Bruit en mode commun	Influence les exigences de filtrage CM
Bruit en mode différentiel	Influence les exigences de filtrage DM
Perte d'insertion	Indique l'atténuation dans des conditions de test spécifiées
Courant de fuite	Particulièrement important dans les applications médicales et sensibles
Espace d'installation	Détermine le format mécanique, y compris les filtres à montage sur panneau lorsque l'intégration et la liaison dans l'armoire sont importantes
Type de borne	Affecte l'intégration de l'armoire et de la production
Norme CEM	Définit la cible au niveau du système
Environnement	Industriel, médical, commercial, EV, communication, etc. ; les applications spécialisées peuvent également restreindre les choix en raison de contraintes de fuite, de montage et de conformité

Pour les équipements qui ont déjà échoué à un test CEM, les informations les plus utiles sont souvent :

Tension + Courant + Type d'équipement + Résultat du test + Fréquence de défaillance + Espace d'installation

Cela fournit beaucoup plus d’informations techniques que la seule évaluation actuelle.

Si vous êtes encore en train de déterminer quelle topologie est appropriée, comparez lesCatégories de filtres EMI/EMCavant de sélectionner un modèle spécifique.

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13. Puis-je simplement installer un filtre EMI plus grand ?

Pas nécessairement.

Un filtre plus grand ou à courant plus élevé n’offre pas automatiquement une meilleure suppression du bruit.

L'efficacité du filtre dépend de :

• Topologie des circuits

• Inductance

• Capacitance

• Nombre d'étapes

• Caractéristiques du mode commun

• Caractéristiques du mode différentiel

• Impédance source

• Impédance de charge

• Installation

• Fréquence du bruit

Par exemple, remplacer un filtre de 20 A par un filtre de 50 A physiquement plus grand ne garantit pas une meilleure atténuation aux fréquences où votre équipement est défaillant.

Le filtre doit être sélectionné en fonction du problème électrique et CEM plutôt que de sa seule taille physique.

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14. Un filtre EMI est-il la même chose qu'un parasurtenseur ?

Non.

Ils remplissent différentes fonctions.

Un filtre EMI est principalement destiné à atténuer les interférences conduites haute fréquence indésirables.

Un dispositif de protection contre les surtensions est destiné à gérer les événements de surtension transitoire à haute énergie. Par exemple, les perturbations causées parcoups de foudresont distincts du bruit haute fréquence normal qu’un filtre EMI est conçu pour atténuer.

Selon l'équipement, un système d'entrée électrique peut nécessiter les deux.

De même, un filtre EMI ne doit pas être confondu avec :

• Disjoncteurs

• Fusibles

• Filtres harmoniques

• Réactances de ligne

• Transformateurs d'isolement

• filtres dv/dt

• Filtres sinusoïdaux

Chacun résout un problème électrique différent.

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15. Filtre EMI ou réacteur de ligne : de quoi ai-je besoin ?

Cette question est particulièrement courante dans les applications de motorisation.

Une self de ligne ajoute principalement de l'inductance au système électrique et peut aider à répondre à certaines conditions de courant et de qualité de l'énergie côté ligne.

Un filtre EMI est spécialement conçu pour atténuer les interférences électromagnétiques à haute fréquence.

Un système peut utiliser :

Réacteur de ligne + filtre EMI + VFD

en fonction des exigences de conception.

L’un ne doit pas automatiquement se substituer à l’autre.

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Quand devriez-vous envisager d’ajouter un filtre EMI ?

Vous devez étudier le filtrage EMI lorsque :

• Votre équipement échoue aux tests d’émissions conduites

• Un VFD ou un onduleur génère un bruit excessif sur la ligne électrique

• Des problèmes d’automate ou de contrôleur surviennent lorsque l’équipement électrique fonctionne

• La communication devient instable lorsque les moteurs ou les convertisseurs commutent

• Plusieurs appareils partagent le même système d'alimentation bruyant

• Votre équipement contient des étages de puissance à commutation rapide

• Les performances CEM changent après l'intégration d'une alimentation conforme

• Vous préparez un nouveau produit pour les tests CEM

Il est préférable d’envisager le filtre lors de la conception du système plutôt que de le traiter uniquement comme une solution d’urgence après un échec de certification.

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Pourquoi les filtres EMI sont importants pour les fabricants d'équipements OEM

Pour les OEM,filtres EMI de haute qualitépeut réduire les risques CEM, la charge de maintenance et les retards de certification pour les programmes OEM.

Les défaillances CEM tardives peuvent entraîner :

• Travaux d'ingénierie supplémentaires

• Répéter les tests en laboratoire

• Refonte mécanique

• Modifications des PCB

• Modifications du câblage

• Certification de produit retardée

• Production retardée

• Problèmes de service sur le terrain

Envisager le filtrage des lignes électriques dès le début donne aux ingénieurs plus de liberté pour réserver l'espace d'installation, les points de mise à la terre, les bornes appropriées, la séparation des câbles et la topologie de filtre appropriée, et cela aideingénieurs de conceptionplanifier la liaison et tester l’accès avant la certification.

Cela peut faciliter considérablement l’optimisation ultérieure de la CEM.

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Solutions de filtres EMI DOREXS

DOREXS fournitSolutions de filtrage EMI et CEMpour les fabricants d'équipements, les intégrateurs de systèmes et les applications industrielles, médicales, de communication et d'électronique grand public.

Les catégories de produits disponibles incluent :

• Filtres EMI monophasés

• Filtres EMI triphasés

• Filtres EMI d'entrée CEI

• Filtres EMI CC

• Filtres EMI pour PCB

• Filtres EMI de traversée

• Filtres EMI VFD

• Filtres EMI médicaux

• Modules d'entrée de puissance

• Filtres EMI personnalisés

Différentes applications nécessitent différentes stratégies de filtrage.

Par exemple:

Équipement industriel monophasé→ Filtre EMI monophasé

Variateur de moteur triphasé ou machine industrielle→ Filtre EMI triphasé ou VFD

Équipement compact avec entrée d'alimentation IEC→ Filtre EMI d'entrée IEC ou module d'entrée d'alimentation

Convertisseur DC, système de télécommunication ou de batterie→ Filtre EMI CC ; des filtres EMI passifs sont également disponibles pour répondre aux besoins de filtrage de lignes AC et DC.

Appareils électromédicaux→ Filtre EMI à faible fuite

DOREXS peut évaluer une exigence de filtrage en fonction de :

Tension de fonctionnement + Courant maximum + Système d'alimentation + Type d'équipement + Problème CEM + Fréquence du problème + Exigence de courant de fuite + Espace d'installation + Exigence CEM cible

Si des tests CEM ont déjà été effectués, la fourniture du rapport de test peut rendre l'évaluation du filtre beaucoup plus efficace.

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Foire aux questions

Pourquoi ai-je besoin d'un filtre EMI ?

Vous aurez peut-être besoin d'un filtre EMI pour réduire le bruit électromagnétique conduit généré par ou pénétrant dans les équipements électriques et empêcher les appareils d'affecter les appareils électroniques à proximité. Il peut également améliorer les performances CEM et limiter la propagation du bruit à travers les lignes électriques.

Pour une introduction plus approfondie à la technologie, voirQu'est-ce qu'un filtre EMI?.

Chaque appareil a-t-il besoin d'un filtre EMI ?

Non. Certains équipements contiennent déjà un filtrage interne suffisant. La nécessité d'un filtre EMI supplémentaire dépend de la conception de l'équipement, des sources de bruit, des exigences CEM, de l'installation et des résultats des tests.

Ai-je besoin d'un filtre EMI si mon alimentation en possède déjà un ?

Peut-être. Une alimentation électrique peut répondre aux exigences CEM dans le cadre de la configuration de test de son fabricant, tandis que l'équipement complet peut générer du bruit supplémentaire après l'ajout de moteurs, processeurs, câbles, convertisseurs et autres composants.

Comment savoir si mon équipement a besoin d'un filtre EMI ?

Passez en revue vos sources de bruit et vos exigences CEM et effectuez des tests de pré-conformité. Si les émissions conduites dépassent les limites applicables ou si les interférences des lignes électriques affectent le fonctionnement du système, un filtrage supplémentaire peut être nécessaire.

Les VFD ont-ils besoin de filtres EMI ?

De nombreuses installations VFD utilisent des filtres EMI d'entrée dédiés, car la commutation à grande vitesse peut générer des interférences conduites importantes. L'exigence finale dépend du lecteur, de l'installation, de la configuration des câbles, de l'environnement et des exigences CEM applicables.

Pour des solutions appropriées côté entrée, voir le DOREXSFiltre EMI DF2 pour VFD.

Où doit-on installer un filtre EMI ?

Pour le filtrage de l'entrée d'alimentation de l'équipement, installez le filtre à proximité du point d'entrée d'alimentation, gardez les connexions courtes, assurez une liaison efficace du châssis et séparez physiquement le câblage filtré et non filtré.

Un filtre EMI peut-il arrêter tout bruit électrique ?

Les filtres EMI traitent principalement les interférences conduites sur les lignes pour lesquelles ils sont conçus, tandis queémissions rayonnéessont généralement traités avec des modifications de blindage et de disposition. Les interférences rayonnées, une mauvaise mise à la terre, des problèmes de disposition des circuits imprimés, des problèmes de couplage de câbles et de blindage peuvent nécessiter des mesures CEM supplémentaires.

Comment sélectionner le bon filtre EMI ?

Commencez par la tension de fonctionnement, le courant maximum, la configuration des phases, la fréquence du bruit, les exigences en matière de perte d'insertion, la limite de courant de fuite, l'installation mécanique et les exigences CEM applicables.

Les données réelles des tests CEM sont particulièrement utiles pour la sélection des filtres.

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Conclusion : avez-vous vraiment besoin d'un filtre EMI ?

Donc,pourquoi avez-vous besoin d'un filtre EMI ?

La raison la plus importante n’est pas simplement qu’un produit électrique « devrait avoir un filtre ».

Vous en avez besoin lorsque votre système nécessite une atténuation supplémentaire des interférences électromagnétiques conduites.

Cette exigence peut provenir :

• Limites d'émissions CEM

• Bruit généré par la commutation électronique

• Circuits de commande sensibles

• Problèmes de communication

• Interaction entre plusieurs appareils

• Tests CEM au niveau du système

Et dans certains systèmes, un filtre externe supplémentaire peut ne pas être nécessaire du tout.

La meilleure approche est donc :

Identifiez le bruit → Mesurez le problème → Déterminez l'atténuation requise → Sélectionnez le filtre → Installez-le correctement → Testez à nouveau l'ensemble du système.

Ce processus d'ingénierie est beaucoup plus fiable que la sélection d'un filtre EMI basé uniquement sur la tension et le courant.

Si vous êtes prêt à évaluer une configuration adaptée, commencez par le DOREXSCatégories de produits de filtres EMI/EMCet sélectionnez le type de filtre en fonction de votre système d'alimentation, du courant, de l'architecture de l'équipement et du problème CEM.

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Besoin d'aide pour déterminer si votre équipement a besoin d'un filtre EMI ?

Si vous développez un équipement industriel, un système d'entraînement motorisé, de l'électronique médicale, un équipement de recharge pour véhicules électriques, du matériel de communication ou un autre produit électronique de puissance, DOREXS peut vous aider à évaluer vos besoins en matière de filtrage EMI des lignes électriques.

Fournir:

Tension de fonctionnement
Courant maximal
Système d'alimentation
Type d'équipement
Problème CEM ou résultat du test
Fréquence des problèmes
Espace d'installation
Exigence CEM cible

Les ingénieurs DOREXS peuvent recommander une solution de filtrage EMI standard ou personnalisée pour une évaluation plus approfondie et des tests au niveau du système.

Explorez les filtres DOREXS EMI/EMC →