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Auteur(s)
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Michel GRACIET : Docteur ès sciences physiques - Ingénieur au Laboratoire central de recherches de Thomson-CSF
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Joseph PINEL : Docteur ès sciences physiques - Chef de service des Technologies Avancées Thomson-CSF DCS Centre électronique Toulouse
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Lire l’articleINTRODUCTION
Cet article traite plus spécialement d’exemples de protection, tant industriels qu’électriques et électroniques.
On étudiera d’abord les composants à mettre en œuvre dans les quatre cas de perturbations électriques considérées précédemment (cf. article Origine des perturbations). Dans chaque cas, les principes de protection sont expliqués et les réponses à la perturbation sont préconisées.
Dans une deuxième partie, on verra que les protections contre des perturbations plus lentes que les quatre premiers cas étudiés sont basées sur des thermistances.
Enfin, les domaines spéciaux de protection seront détaillés : moyens de transport (véhicules automobiles, traction électrique ferroviaire, avionique), communications (téléphonie, réseau hertzien), informatique et communications à haut débit.
On voit à la lumière des exemples donnés dans cet article qu’une efficacité optimale demande le plus souvent l’association de moyens variés.
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Protection contre l’impulsion électromagnétiqueArticle inclus dans l'offre
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1. Protection contre les décharges électrostatiques
1.1 Généralités
Pour de plus amples renseignements, le lecteur se reportera aux deux premiers articles de cet ensemble sur les perturbations :
D 5 170 Protection contre les perturbations. Origine des perturbations.
D 5 171 Protection contre les perturbations. Composants de protection.
La description des décharges électrostatiques DES (cf. [D 5 170] de ce traité) a mis en évidence, d’une part, que les composants et les circuits électroniques sont les victimes principales de ces décharges et, d’autre part, que les caractéristiques essentielles d’une décharge électrostatique sont :
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un temps de montée très bref (1 à 5 ns) ;
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une durée jusqu’à mi-valeur en retombée également brève (50 à 100 ns) ;
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une énergie relativement peu importante (typiquement 20 mJ).
La protection vis-à-vis des effets destructeurs associés aux DES fera donc appel aux composants de protection de faible ou moyenne énergie, à temps de réponse rapide et donnant des tensions de protection comparables aux tensions de fonctionnement des composants électroniques, c’est-à-dire de basses tensions de protection (5 à 100 V par exemple). C’est donc le domaine privilégié des diodes de protection (diodes en direct, diodes à avalanche) et, dans certains cas, des varistances.
HAUT DE PAGE1.2 Protection classique
La méthode classique de protection des équipements électroniques sensibles aux décharges électrostatiques consiste à doter leurs points d’entrée, de sortie et tout point de liaison avec l’extérieur de l’équipement d’un composant de protection (figure 1), en parallèle par rapport au point de référence (la masse électrique ou la terre selon les cas).
Pour être efficace, le composant de protection devra être placé de préférence à l’intérieur de l’équipement, près...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - KIMPARA (A.) - Problems in atmospheric et space electricity. - S.C. Coroniti Ed. Elsevier Pub Co 1965 p. 352-65.
-
(2) - LEVINSON (L.M.), PHILIPP (H.R.) - ZnO varistors for transient protection. - IEEE Trans. on Parts, Hybrids and Packaging (USA) PHP 13 n 4 1977 p. 338-43.
-
(3) - Transient voltage suppression manual. - Ed. General Electric Company (USA) 1982 p. 5-6.
-
(4) - Preliminary Recommended environmental practics for electronic equipment. - Design SAE, 2 Pennsylvania Plaza. N.Y., N.Y. 10001.
-
(5) - * - Colloque International sur les nouvelles orientations des composants passifs, Paris 29-3-1982, p. 328-33.
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(6) - * - Journées d’Études sur les varistances à base d’oxyde de zinc. ESE Gif-sur-Yvette, 6-3-1986, p. 139-41.
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BERTRAND (G.) - Conception et modélisation électrique de structures de protection contre les décharges électrostatiques en technologies BICMOS et CMOS analogique - . Institut national des sciences appliquées (Toulouse) (2001).
HAUT DE PAGE2.1 Représentations graphiques des composants
NF EN 60617-4 (Mars 1997), Symboles graphiques pour schémas. Partie 4 : composants passifs de base.
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