Analyse des destructions d'alimentations électroniques soumises à un courant impulsionnel fort niveau - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2019

Destructions analysis of power supplies due to high level current pulse

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

Résumé

For thirty years, the threat of electromagnetic pulses caused by a high-altitude nuclear explosion (NEMP / HEMP) is still an actual concern in the field of security and safety. NEMP couples efficiently on aerial lines of the electricity network allowing to supply houses and factories. Once coupled to these lines, the generated interference can then be propagated to the first encountered systems and disturb or destroy them. In most cases, these systems are household or industries appliances power supplies. In this context, destruction effects of electronic power supplies due to high level current pulse injectionare studied thanks to an injection generator called PIC for Current Injection Platform. A flyback switch mode power supply (SMPS), representative of a majority of common power supplies, has been designed for the thesis in order to fully control its topology and components. The most susceptible components in SMPS have been identified and have been destroyed due to a too high level current over an excessive duration compared to their maximum ratings. These understandings have been supported by X-rays and optical microscope analyzes. These ones allowed to provide first hypotheses on their destruction cause, which were then confirmed by current and voltage measurements on each component during the pulse injection. Finally, PIC and the designed SMPS have been modeled using a Spice electronic simulation software. This thesis is the first step of a work whose final objective is to model the susceptibility of SMPS in order to predict their destruction level.
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.
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Dates et versions

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Identifiants

  • HAL Id : tel-02497134 , version 1

Citer

Guillaume Mejecaze. Analyse des destructions d'alimentations électroniques soumises à un courant impulsionnel fort niveau. Electronique. Université de Bordeaux, 2019. Français. ⟨NNT : 2019BORD0204⟩. ⟨tel-02497134⟩
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