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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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5. Protection contre les surintensités
Les surintensités que nous traitons ici ne sont pas celles liées aux surtensions présentées aux paragraphes 1 à 4. Ce sont des surintensités plus lentes (temps de montée > 1 ms), dues à des variations d’impédance du circuit ou de la tension d’alimentation.
Ce domaine d’applications est, bien sûr, celui des thermistances.
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Une application intéressante de ce type de protection est la sécurisation du fonctionnement de transistors MOSFET.
Ces composants se mettent en défaut (court-circuit ou dérive du courant de drain) lorsqu’ils sont soumis à des surintensités ou à des surtensions sortant de la zone de fonctionnement de sécurité (Safe Operation Area-SOA) (figure 18).
De cette courbe, on peut déduire les valeurs de la surintensité maximale avant dégradation en fonction de sa durée t d, ce qui permet de choisir un composant de protection convenable : dans ce cas, une thermistance CTP polymère (tableau 2) (un calcul plus fin des intensités est détaillé dans la référence [14]).
Les valeurs données montrent qu’en aucun cas le courant ne peut conduire à la destruction du MOSFET.
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Un cas plus classique est celui d’un haut-parleur de puissance P donnée. Si la puissance fournie par l’amplificateur devient momentanément supérieure à P, le bobinage du haut-parleur se trouve en surcharge et peut être endommagé.
La protection donnée sur la figure 19 permet de limiter l’intensité (et donc cette puissance) au moyen d’une thermistance CTP et d’une résistance shunt R sh.
L’atténuation au basculement de la CTP est approximativement :
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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.
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(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.
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(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.
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(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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