OBJECTIF DE LA MANIPULATION

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1 MANIPULATION Dans cette manipulation, vous êtes amenés à utiliser des appareils alimentés par le réseau 240volts. Gardez à l esprit que ces tensions sont extrêmement dangereuses. Nous vous demandons donc un minimum de sérieux et de rigueur dans la manipulation des équipements qui vous sont proposés. OBJECTIF DE LA MANIPULATION Vous êtes fabricant de bornes interactives et vous souhaitez vendre votre produit dans tous les pays de la communauté européenne. Votre borne étant un équipement de traitement de l information, les niveaux des perturbations conduites et rayonnées qu elle génère doivent être inférieurs à ceux spécifiés par la norme EN Il existe deux variantes de cette norme : l une concerne les appareils de classe A (EN55022A). Les limites pour les appareils de classe A ont été établies pour les locaux commerciaux usuels. l autre les appareils de classe B (EN55022B). Les limites pour les appareils de classe B ont été établies pour les locaux d habitation usuels. Les limites pour les appareils de classe B sont beaucoup plus basses que celles définies pour les appareils de classe A. Un appareil respectant les limites de perturbations de la classe B respecte donc automatiquement les limites de perturbations de la classe A. Or, dans certains pays, la vente et/ou l utilisation des appareils de classe A peuvent être soumises à restrictions. Vous vous attacherez à ce que votre borne respecte les limites de perturbations de la classe A. Nous nous concentrerons dans ce TP à la mise en conformité de la borne interactive pour ce qui touche aux perturbations conduites.

2 TP FILTRAGE DES PERTURBATIONS CONDUITES 2 A. ÉTUDE SANS FILTRE Objectif intermédiaire : mesurer les perturbations conduites générées par le dispositif d alimentation de la borne de communication non filtrée et prise en main du matériel. Avant toute chose, positionner l interrupteur EUT SUPPLY du RSIL en position OFF, et l atténuateur de 10 db en position IN. Mise en œuvre de la boîte de test Ouvrir la boîte (déverrouiller la maquette de test). Positionner les cavaliers de la façon suivante : Maquette de test Les courants dans les fils de phase et de neutre ne sont donc pas filtrés, tout fonctionnera comme si la boîte était en fait un simple fil de liaison. Refermer la boîte de test et positionner la clé dans l interrupteur à clé.

3 TP FILTRAGE DES PERTURBATIONS CONDUITES 3 A1. Étude théorique Dans cette étude, vous allez visualiser puis analyser la forme du courant circulant dans la ligne 0 de l alimentation à découpage. Vous utiliserez donc l oscilloscope. Préparation du matériel (dans l ordre!) Au niveau de la sortie du RSIL : Déconnecter la liaison RSIL Analyseur de spectre. Mettre l oscilloscope sous tension. Au niveau du RSIL : Basculer l interrupteur EUT SUPLY en position ON. Vérifier que les témoins lumineux de la boîte de test et de l alimentation à découpage sont allumés. Au niveau du PC : Lancer le logiciel amorti.xls : Expérimentation : Visualisation du spectre du courant de ligne Vérifiez que vous obtenez ce signal à l oscilloscope (fig.1) : Quelle est la fréquence de ce signal? A quel paramètre de l alimentation à découpage correspond-elle?

4 TP FILTRAGE DES PERTURBATIONS CONDUITES 4 Nous allons nous intéresser à la première perturbation (correspondant à l instant de fermeture de l interrupteur de hachage de l alimentation à découpage). Visualiser les deux oscillogrammes suivants sur l oscilloscope (pour imprimer, appuyer sur la touche représentant une imprimante sur l'oscilloscope) fig. 2 et 3 : Utiliser la loupe de l oscilloscope pour la figure 3 :

5 TP FILTRAGE DES PERTURBATIONS CONDUITES 5 Nous allons nous intéresser au signal sinusoïdal amorti par une exponentielle (fig. 3) afin d observer sa décomposition spectrale et d analyser sa conformité vis-à-vis de la norme. La norme se présente de la façon suivante : Elle donne un gabarit de tension (image du courant par la résistance normalisée à 50 ohms du RSIL) en fonction de la fréquence. Il faut donc calculer le spectre du signal de la figure 3. La fréquence de ce signal est celle de hachage (fermeture de l interrupteur de hachage de l alimentation à découpage). Afin d éviter les énormes calculs d intégral (Fourier), vous utiliserez le logiciel amorti.xls. Relever les valeurs des fréquences d oscillation (fig. 3) et de hachage (fig. 1), de A et de α (= τ) de la figure 3. Remplissez alors les cases bleutées de amorti.xls.

6 TP FILTRAGE DES PERTURBATIONS CONDUITES 6 Utilisation de amorti.xls : Entrer les valeurs trouvées sur votre oscillogramme Respecte-t-on la norme? Pourquoi? Repérer la fréquence pour laquelle le dépassement de la norme est le plus important. A quel paramètre du signal correspond cette fréquence?

7 TP FILTRAGE DES PERTURBATIONS CONDUITES 7 A2 Etude pratique Dans cette étude, vous allez visualiser puis analyser le spectre du courant circulant dans la ligne 0 de l alimentation à découpage. Vous utiliserez donc l analyseur de spectre. Préparation du matériel (dans l ordre!): Au niveau du RSIL : Basculer l interrupteur EUT SUPLY en position OFF. Au niveau de la sortie du RSIL : Effectuer la liaison RSIL Analyseur de spectre. Mettre l analyseur de spectre sous tension. Au niveau du RSIL : Basculer l interrupteur EUT SUPLY en position ON. Vérifier que les témoins lumineux de la boîte de test et de l alimentation à découpage sont allumés. Au niveau du PC : Lancer le logiciel permettant l automatisation des mesures des perturbations conduites EPS9980 (en double-cliquant sur l icône placée sur le bureau de WINDOWS) : Visualisation du spectre du courant de ligne : Utiliser la notice de manipulation du logiciel afin de visualiser le spectre du courant de ligne. ATTENTION : Vous choisirez le test «EN55022A Mesure rapide non normalisée» et non pas le test «EN55022B Mesure rapide non normalisée». Comparer le résultat pratique obtenu au résultat théorique donné par amorti.xls (voir A1). Le plus grand dépassement de la norme apparaît-il à la même fréquence? Les perturbations de fréquence comprises entre 10 et 30 MHz correspondent à la perturbation du courant de ligne à l instant d ouverture de l interrupteur de hachage de l alimentation à découpage (voir figure 2). La norme est-elle respectée?

8 TP FILTRAGE DES PERTURBATIONS CONDUITES 8 B ETUDE AVEC FILTRE SCHAFFNER Objectif intermédiaire : Insérer un filtre antiparasite intégré dans la ligne d alimentation de la borne interactive et visualiser le respect des niveaux définis par le gabarit de la norme EN55022A. Avant toute chose, positionner l interrupteur EUT SUPPLTY du RSIL en position OFF. Mise en œuvre de la boîte de test : Ouvrir la boîte (déverrouiller la maquette de test). Positionner le filtre de référence FN de la façon suivante : Maquette de test N oubliez pas de retirer les cavaliers. Remarque Les résistances de quelques Mohms placées en parallèle sur certains condensateurs permettent de les décharger rapidement lorsque l appareil est mis hors tension ; Ces résistances ne jouent aucun rôle dans le filtrage des perturbations.

9 TP FILTRAGE DES PERTURBATIONS CONDUITES 9 Préparation Donner la fiche signalétique du filtre proposé. Pour cela : Relever la référence du filtre ; Rechercher dans le catalogue constructeur son courant de service ; Relever son schéma électrique ; Noter les valeurs des différents composants sur ce schéma (valeurs que vous trouverez sur la face avant du filtre). Expérimentation Positionner l interrupteur EUT SUPPLTY du RSIL en position ON. Réaliser la mesure des niveaux de perturbations générées par l alimentation de la borne interactive en utilisant le logiciel EPS 9980 pilotant l analyseur de spectre. Imprimez les résultats correspondants à ces mesures. Entourer les raies correspondant à l instant de fermeture et d ouverture de l interrupteur de hachage de l alimentation à découpage. Sont-elles filtrées de la même manière? Visualiser la forme du courant sur l oscilloscope. Comparer les amplitudes de perturbations aux instants de fermeture et d ouverture du transistor de hachage de l alimentation à découpage avec celles du chronogramme trouvé en A1 (figure 1). Conclusion. La norme est-elle respectée? Effectuer la même manipulation avec le filtre de référence FN

10 TP FILTRAGE DES PERTURBATIONS CONDUITES 10 C ETUDE AVEC FILTRE SCHAFFNER Objectif intermédiaire : Réaliser un filtre antiparasite à partir de composants discrets permettant à la borne interactive de respecter les niveaux définis par le gabarit de la norme EN55022A. Avant toute chose, mettre l interrupteur EUT SUPPLTY du RSIL en position OFF. Mise en œuvre de la boîte de test : Ouvrir la boîte (déverrouiller la maquette de test). Positionner les éléments suivants : 4 inductances L = 2*3.3 mh 4 condensateurs Cy = 2*47 nf De cette façon : 2 condensateurs Cx = 600 nf L Cx Cy Maquette de test FAITES VALIDER VOTRE MONTAGE PAR LE PROFESSEUR! Les connexions entre les sept connecteurs sont les suivantes :

11 TP FILTRAGE DES PERTURBATIONS CONDUITES 11 Line Load Terre P N P ' N ' N oubliez pas de retirer le filtre antiparasite intégré. Les capacités ayant une désignation X sont à placer entre Phase et Neutre ; Les capacités ayant une désignation Y sont à placer entre Phase et Terre et entre Neutre et Terre ; Les inductances couplées ou à flux soustractif possèdent quatre bornes. Le placement de ces inductances sur la platine ne se fait pas de façon aléatoire. Chacun des deux bobinages de l inductance doit être placé en série sur une ligne (et surtout pas en parallèle). Regardez donc bien les indications notées sur le capot supérieur de ces composants. Expérimentation Positionner l interrupteur EUT SUPPLTY du RSIL en position ON. Réaliser la mesure des niveaux de perturbations générées par l alimentation de la borne interactive en utilisant le logiciel EPS 9980 pilotant l analyseur de spectre. Imprimez les résultats correspondant à ces mesures. La norme est-elle respectée? Effectuer la même manipulation avec un filtre antiparasite de valeur : 2 inductances L = 2.2mH 2 condensateurs Cx = 22nF 1 condensateur Cy = 2*1nF Comparer les deux résultats obtenus.

12 TP FILTRAGE DES PERTURBATIONS CONDUITES 12 Effectuer un choix de filtre ; justifier ce choix (prix, encombrement, respect de la norme).