ETTC'2003 - SEE

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La CEM des composants appliquée à la conception d'équipements
électroniques pour l'automobile
Résumé : L'objectif de cet article est de montrer que des
mesures de compatibilité électromagnétique sur des circuits
intégrés peuvent être utilisées pour optimiser la conception
de calculateurs électroniques dans le domaine des
applications automobiles. La démarche présentée s'appuie
sur des méthodes de mesures sur circuits intégrés
normalisées dans le cadre de la CEI 47A [1].
Siemens VDO a mis au point une spécification CEM pour
circuits intégrés afin de répondre aux cahiers des charges
des calculateurs électroniques automobiles.
Une introduction présente les besoins essentiels en
compatibilité électromagnétique des utilisateurs de circuits
intégrés. Afin de respecter les limites des cahiers des
charges des constructeurs automobiles et optimiser le coût,
il est devenu nécessaire au niveau du circuit intégré de
pouvoir le spécifier, le choisir et définir son environnement
de mise en œuvre.
L’utilisation de ces méthodes a montré qu’elles sont
adaptées pour la conception des calculateurs électroniques
de façon fiable et reproductible [2].
En conclusion Siemens VDO propose une matrice de choix
prenant en compte les résultats CEM des circuits intégrés
et les niveaux des spécifications CEM applicables à
l’équipement concerné. Cette matrice permet de définir les
règles de conception CEM du produit à cout minimum.
1 Introduction
Lors de la conception d’un calculateur électronique il
devient essentiel de connaitre le comportement
électromagnétique des composants équipant ces cartes
électroniques. En effet ces derniers sont de plus en plus
directement responsables du comportement
électromagnétique des équipements et des systèmes
électroniques.
Les équipements électroniques pour automobile appelés
généralement ECU (electronic control units) sont soumis à
des spécifications de compatibilité électromagnétique de
plus en plus sévères définies par les constructeurs
automobiles. Ces équipements sont généralement
constitués de 1 ou 2 microcontroleurs. Les horloges
internes élevées et les temps de transition faibles des
Christian Marot Οdresse : christian.marot@siemens.com
Pierre Petit Οdresse : pierre.petit@siemens.com
Siemens VDO Automotive S.A.S.
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1 avenue Paul Ourliac
BP1149
F-31036 Toulouse cedex 1
microcontroleurs sont principalement la source de bruit lors
des mesures des émissions rayonnées ou conduites.
Ces microcontroleurs sont reliés à des circuits d’interfaces
logiques et analogiques. Des régulateurs de tension série
permettent à partir du 12V présent dans la voiture de
générer les tensions internes , 5V, 3,3V ou 1,5V.
Ces circuits d’interface, intégrant de nombreuses fonctions
sur le même silicium, sont souvent connectés sur les
liaisons intra-systemes, ce qui les exposent directement
aux perturbations conduites sur ces lignes. Avec une forte
intégration réduisant les largeurs de jonctions dans le
silicium et une grande complexité ,ces circuits integrés
d’interface ont des seuils d’immunité faibles et sont plus
facilement perturbés par des bruits conduits sur les lignes
de connexion.
Pour respecter les spécifications équipement et réduire les
coût, le concepteur de cartes électroniques doit s’appuyer
au plus tôt dans la phase conception sur des mesures
d’émissions et de susceptibilités du circuit intégré.Pour cela
il doit disposer des caractéristiques électromagnétiques des
circuits intégrés. Pour déterminer ces caractéristiques, des
méthodes de mesures fiables, parfaitement définies et
normalisées doivent être à la disposition des concepteurs
de composants et de leurs utilisateurs.
A partir de ces résultats CEM fournis par le composantier
l’équipementier doit pouvoir :
• Choisir le circuit intégré répondant le mieux à son
besoin équipement
• Définir les protections de filtrage et de découplage à
prévoir sur le schéma électrique et les caractéristiques
du circuit imprimé, plan de masse, placement, tracé
des pistes, blindage, pour respecter le cahier des
charges
• Estimer les risques sur un équipement en cas
d’évolution de design d’un circuit intégré, changement
de boitier, shrink.