Le filtre RFI est un composant clé pour résoudre les interférences électromagnétiques haute fréquence (EMI), ce qui est particulièrement indispensable dans les équipements haute puissance et haute fréquence tels que chargeurs industriels .

Les chargeurs industriels sont souvent confrontés à des environnements électromagnétiques complexes : la commutation rapide des alimentations à découpage, les impulsions de courant élevées et le fonctionnement en parallèle de plusieurs appareils génèrent un bruit haute fréquence, qui non seulement affecte l'efficacité de la charge, mais peut également endommager les circuits sensibles.

Les scénarios d’application des filtres RFI incluent principalement :

Entrée d'alimentation : supprime le bruit en mode commun et en mode différentiel dans le réseau électrique et empêche les interférences externes de s'introduire dans l'équipement via la ligne électrique.

Port de transmission du signal : protégez les modules de communication (tels que le bus CAN ou le module Wi-Fi) des interférences rayonnées à haute fréquence pour garantir la stabilité de la transmission des données.

Chapitre 2 : Sources d'interférences radioélectriques RFI

Les causes profondes des interférences RF dans les chargeurs industriels peuvent être divisées en deux catégories : générées en interne et couplées en externe :

Commutation haute fréquence des dispositifs de puissance : IGBT, MOSFET et autres dispositifs de puissance en cours de commutation (fréquence pouvant atteindre 100 kHz ou plus) générés par la mutation transitoire tension/courant, via la formation d'inductances parasites d'harmoniques haute fréquence. Par exemple, le taux de variation de courant (di/dt) de l'IGBT d'une pile à charge rapide haute tension de 800 V dépasse 10 A/ns lorsqu'il est éteint, ce qui entraîne des interférences large bande dans la bande 30 MHz - 1 GHz. Ce type d'interférence se propage par conduction (par exemple, les lignes électriques) ou par rayonnement (par exemple, le couplage capacitif parasite des câbles) et nécessite l'utilisation de filtres à condensateur pénétrants pour bloquer la boucle haute fréquence.

Couplage de rayonnement électromagnétique : les câbles longue distance (> 3 mètres) forment un effet d'antenne à hautes fréquences, recevant des signaux RF externes (par exemple, stations de base 5G, appareils Wi-Fi dans la bande 2,4 GHz) ou rayonnant

Bruit interne. Dans les environnements industriels, les modules de communication sans fil des appareils voisins (par exemple Bluetooth, ZigBee) peuvent provoquer des interférences croisées.

Défauts du système de mise à la terre : une impédance de terre excessive (> 0,1 Ω) ou des boucles de terre mal conçues provoquent la conduction d'interférences de mode commun par la terre. Par exemple, les filtres non bridés en acier galvanisé, dont la surface de contact oxydée augmente considérablement l'impédance, permettent la fuite de bruit haute fréquence.

Chapitre 3 : Comment éviter les dangers, l'entretien et l'inspection

I. Mesures clés pour éviter les risques d'interférences RF

Suppression de la source

Ajoutez des circuits tampons (par exemple, un réseau d'absorption RC) aux dispositifs d'alimentation afin de réduire les rapports di/dt et dv/dt lors de la commutation, et de réduire la génération d'harmoniques haute fréquence. Utilisez des câbles blindés (couverture du blindage ≥ 85 %) et des selfs à anneau magnétique pour bloquer le trajet de couplage des interférences rayonnées.

Type d'optimisation du système de filtrage :

Interférences conduites en dessous de 30MHz : privilégier l'utilisation de filtres de type π (perte d'insertion ≥40dB).

Interférences rayonnées au-dessus de 1 GHz : utiliser des filtres traversants à cavité métallique (par exemple, série TDK BFC).

Assurez l'adaptation de l'impédance du filtre, par exemple un filtre de type C adapté à la source à haute impédance, un filtre de type L adapté à la source à faible impédance.

II. Points d'entretien

Vérification de l'état physique : Vérifiez l'impédance de contact entre le boîtier du filtre et la plaque de montage tous les mois (valeur cible < 5 mΩ) et utilisez des cales dentées internes pour éviter l'oxydation. Dans un environnement à haute température, nettoyez régulièrement les orifices de refroidissement du filtre afin d'éviter l'accumulation de poussière et une élévation excessive de la température (> 85 °C).

Test de performance électrique : utilisez un analyseur de spectre pour mesurer la perte d'insertion tous les trimestres : dans la bande 500 MHz - 2 GHz, le filtre doit être remplacé si la valeur de perte chute de plus de 3 dB.

Détection de courant de fuite : l'équipement médical nécessite < 5 μA, l'équipement industriel autorise ≤ 1 mA, le dépassement de la norme peut provoquer un choc électrique ou un mauvais fonctionnement.

Dépannage et réparation

Pannes courantes

Saturation du noyau : lorsque le courant nominal est insuffisant (par exemple, un filtre de 50 A est utilisé dans un système de 80 A), l'inductance diminue, ce qui entraîne des fuites d'interférences basse fréquence. Il est nécessaire d'augmenter la capacité de puissance (1,5 fois le courant de crête sélectionné).