Les produits électriques naissent avec des interférences électromagnétiques (EMI, Electro-Magnetic Interference). Les fonctions multiples des produits électroniques répondent aux différentes attentes des utilisateurs, ce qui entraîne également l’apparition d’une série de problèmes d’EMI qui menacent directement la santé des personnes et la sécurité de l’environnement. L’impact des EMI sur l’automobile est si marqué qu’il influence les performances des dispositifs radio externes et crée, dans une certaine mesure, des interférences avec les dispositifs électroniques à l’intérieur des véhicules. Il est donc tout à fait nécessaire de comprendre les EMI et de se concentrer sur certains conseils de conception de circuits automobiles en tant que mesures préventives.
Les problèmes de CEM surviennent généralement dans les produits électroniques. Ils peuvent être observés partout dans les produits électroniques, entre les appareils, les composants et les systèmes électroniques. Les interférences électromagnétiques (EMI) résultent de nombreuses causes, parmi lesquelles il n’y en a qu’une de fondamentale : l’interférence due aux décharges électrostatiques (ESD). Les facteurs qui amènent les circuits électroniques à être perturbés par l’électricité statique se présentent sous deux aspects : des paramètres de répartition mal conçus dans le circuit électronique et des éléments environnementaux qui réduisent la stabilité des circuits, provoquant finalement des interférences.
La résistance aux EMI dans le domaine automobile provient principalement des dispositifs électriques présents dans les véhicules. Ses modes de transmission comprennent la conduction et le rayonnement, tandis que les sources d’interférence incluent les interférences du réseau de circuits, les interférences dues aux décharges électrostatiques et les interférences de rayonnement électromagnétique, etc.
•Les interférences du réseau de circuits proviennent principalement des dispositifs électriques à l’intérieur des véhicules. Ces dispositifs génèrent des signaux d’impulsions parasites qui sont ensuite transmis sous forme d’ondes électromagnétiques autour du réseau, empêchant les équipements de réception radio environnants de fonctionner normalement.
•Les interférences dues au rayonnement électromagnétique désignent les perturbations résultant d’un changement soudain (impulsion) qui se produit lorsque le circuit est mis sous tension ou hors tension. Elles surviennent particulièrement dans les éléments inductifs et capacitifs lorsque, au moment transitoire de la mise sous ou hors tension, une tension soudainement élevée est générée, ce qui entraîne également une fréquence de rayonnement élevée. Ce type d’interférence affecte non seulement les dispositifs de réception du rayonnement embarqués, mais endommage également, à des degrés divers, les équipements électriques automobiles.
Tous les types d’unités de commande électroniques utilisées dans les véhicules ne fonctionnent normalement que si une alimentation électrique stable est fournie. Dès qu’une fluctuation de tension se produit dans le système d’alimentation, les modules électroniques ne peuvent plus fonctionner dans un état normal.
Conseils pour la conception de circuits automobiles
Pour empêcher les véhicules de subir des dysfonctionnements dus aux EMI, certaines mesures préventives doivent être prises afin d’interdire ou de réduire les EMI, de sorte que les automobiles et les dispositifs électroniques automobiles puissent fonctionner correctement.
Astuce 1 : Il convient de réduire les interférences de conduction électromagnétique.
Les mesures détaillées dans la conception des circuits automobiles peuvent être résumées comme suit :
•La surface effective de chaque boucle de circuit doit être minimisée.
•En ce qui concerne les EMI résultant de l’inductance de fuite du transformateur, un blindage magnétique doit être mis en œuvre sur le transformateur. En outre, la surface effective de chaque boucle doit être minimisée.
•Pour les circuits souffrant de graves interférences électromagnétiques (EMI), des lignes doubles peuvent être utilisées pour transmettre les signaux afin de réduire les EMI.
Astuce 2 : Les interférences dans le réseau de circuits automobiles doivent être interdites.
•Les câbles reliant les dispositifs électriques automobiles doivent être raccourcis et ne doivent PAS être parallèles ni proches les uns des autres.
•L’acheminement rationnel des pistes joue un rôle essentiel dans la prévention des interférences dans le réseau de circuits.
•La capacité de filtrage de l’alimentation doit être augmentée et un circuit de découplage RC ajouté afin de réduire le couplage du circuit.
Astuce 3 : Les interférences dues au rayonnement électromagnétique automobile doivent être interdites.
•La protection du réseau R-C-D doit être mise en œuvre.
•Des mesures efficaces d’interdiction transitoire doivent être prises à la source d’interférence, ce qui réduit non seulement le rayonnement électromagnétique du chargement capacitif, mais protège et contrôle également les points de contact du chargement capacitif.
•Un blindage métallique doit être appliqué.
Toute interférence sur le champ peut être interdite par des méthodes de blindage.
•Dans la plage de fréquences de réception des communications mobiles, l’aluminium est généralement choisi pour le blindage électromagnétique. En raison de l’effet de peau à haute fréquence, le blindage électromagnétique n’a pas besoin d’être trop épais.
•Un moteur sans contact ou un système d’allumage sans distributeur peut être appliqué pour éliminer la source d’interférences et réduire le rayonnement électromagnétique.
Conseil 4 : Un blindage doit être réalisé.
Le blindage joue un rôle efficace dans l’arrêt des interférences électromagnétiques. En général, des matériaux à haute conductivité sont choisis comme blindage. Il a été démontré que l’excellente performance du blindage des champs haute fréquence dépend de matériaux à haute conductivité tels que l’acier ou l’aluminium, tandis que celle du blindage des champs basse fréquence dépend de matériaux à forte perméabilité magnétique tels que l’acier magnétique, le fer et les alliages de béryllium. Les appareils susceptibles de générer des étincelles ou des arcs électriques doivent être blindés par un écran métallique afin d’éliminer les effets négatifs sur la compatibilité électromagnétique (CEM).
Conseil 5 : Le filtrage est également une méthode efficace pour contrôler les EMI.
Le filtre est considéré comme la méthode la plus couramment utilisée pour contrer les EMI et il est capable de résister aux EMI qui pénètrent directement par le chemin du circuit. Il est résumé qu’augmenter l’amplitude du signal est une méthode cruciale de lutte contre les EMI. En ce qui concerne les signaux de capteurs faibles, le circuit peut être amplifié avec une amplitude accrue, ce qui réduira drastiquement les EMI.
EMI activécircuit automobilea de nombreux effets néfastes sur les composants électroniques automobiles. Il ne réduit pas seulement la durée de vie des véhicules, mais compromet également la sécurité de conduite des personnes. Par conséquent, de nombreuses mesures préventives peuvent être prises pour minimiser l’influence des EMI sur les composants électroniques des véhicules, tout en garantissant la sécurité de fonctionnement et la fiabilité des automobiles.
