Analyse des destructions d'alimentations électroniques soumises à un courant impulsionnel fort niveau

Abstract

Depuis plus d'une trentaine d'années, la menace d'impulsion électromagnétique provoquée par une explosion à haute altitude (IEMN-HA) d'une arme nucléaire est un sujet d'actualité avec les préoccupations croissantes de sécurité. L'IEMN-HA se couple de manière privilégiée sur les lignes aériennes de distribution en électricité permettant d'alimenter les habitations et les usines. Une fois couplée à ces lignes, la contrainte générée peut alors se propager de façon conduite jusqu'aux premiers systèmes qu'elle rencontrera, et les perturber voire les détruire. Dans la majorité des cas, ces systèmes sont les alimentations des appareils domestiques ou industriels. Dans ce cadre, les effets de destruction d'alimentations électroniques lors de l'injection d'un courant impulsionnel de forte amplitude sont étudiés grâce à un moyen d'injection appelé PIC pour Plateforme d'Injection en Courant. Une alimentation à découpage de type flyback, représentative d'une majorité des alimentations actuelles, a été conçue pour la thèse afin de maîtriser entièrement sa topologie et ses constituants. Les composants les plus susceptibles dans une alimentation à découpage ont été mis en évidence, et il a été montré qu'ils sont détruits à cause d'une amplitude trop importante de courant pendant une durée excessive par rapport aux maximums de leurs capacités. Des analyses aux rayons~X et au microscope optique ont été réalisées sur les composants pour aider à la compréhension. Celles-ci ont permis de fournir des premières hypothèses sur la cause de leur destruction, qui ont ensuite été confirmées par des mesures de courants et de tensions autour de chaque composant lors de l'injection de l'impulsion en entrée de l'alimentation. Enfin, le moyen d'injection ainsi que l'alimentation conçue ont été modélisés sous un logiciel de simulation électronique de type Spice. Cette thèse est la première étape d'un travail dont l'objectif final est de modéliser la susceptibilité des alimentations à découpage afin de prédire leur niveau de destruction.