No description available.

According to the regulation announced by Bureau of Standard, Metrology & Inspection (BSMI) of Ministry of Economic Affairs (MOEA), lamp fixtures must follow safety and electromagnetic compatibility (EMC) standards. However, the self-ballasted fluorescent lamps in the fixture should only be approved by the safety test but not regulated by EMC standard. Obviously, fixtures without light bulbs do not generate any electromagnetic noise. Electromagnetic interference (EMI) comes from the fluorescent light bulb embedded with an electronic ballast which included an inverter with high-frequency switching. A variety of tests demonstrate evidently that a fixture with different self-ballasted compact fluorescent lamps may possibly violate the EMC standard, revealing the absurdity of the regulation. In fact, self-ballasted fluorescent lamps use mostly self-excited electronic ballasts. The operating frequencies for this kind of electronic ballasts can not be precisely controlled due to the influence of many factors. They are not operated at a specified frequency but in a frequency range. This means that the generated EMI spectrum is hardly predicted, especially when a fixture is fitted by light bulbs from several manufacturers. This research inducts the worst cases from numerous measurements on a fixture with 1 piece to 8 pieces of light bulbs, and then attempts to design an EMI filter for all cases. As a result, a lamp fixture with the filter at the line input terminal can suppress the EMI. As long as the consumer buys the lamp fixture which are installed with the EMI filter together with any bulb in use, EMI noise can comply with standard limits.

Electromagnetic compatibility (EMC) standards for an accredited test laboratory require that the measurement uncertainty of the measuring instruments be characterized. The CISPR 16-4 standard gives guidance to the magnitude of this uncertainty, but no method of characterization. This thesis describes a method to perform this characterization on a conducted emissions measurement system, taking advantage of full system analysis techniques to reduce the uncertainty to exceptionally low levels. In addition, a framework is introduced whereby uncertainty can decomposed into its constituent parts such that the laboratory operator can identify methods to improve the systems performance.

In this thesis, a system to locate an electrostatic discharge (ESD) event within an electronic device has been developed. ESD can cause a device to fail legally required radiated emissions limits as well as disrupt intended operation. The system used a fast oscilloscope with four channels, each channel attached to a high frequency near-field antenna. These antennas were placed at known locations in three dimensional space to measure the fields radiated from the ESD event. A Time-Difference-of-Arrival technique was used to calculate the location of the ESD event. Quick determination of the ESD event location provides developers with a tool that saves them time and money by eliminating the time-consuming and tedious method of general ESD mitigation within a product.

L'augmentation du nombre de fonctions électriques disponibles dans les systèmes embarqués amène de nouvelles contraintes d'encombrement et de masse de leurs alimentations. Pour adresser ces problèmes, la miniaturisation et l'intégration des convertisseurs statiques sont donc des thématiques importantes de recherche qui aboutissent à de nombreuses évolutions technologiques et structurelles dont l'apparition de convertisseurs statiques à fréquence de fonctionnement élevée permettant la réduction des éléments passifs du convertisseurs.Ces avancées s'accompagnent cependant d'une augmentation des niveaux de perturbations électromagnétiques générés par le système. Afin de les diminuer, l'insertion de filtres CEM dans le système est nécessaire. Leurs performances sont fortement liées au contrôle de leurs éléments parasites. Les modèles développés jusqu'à présent concernent pour la plupart les effets conduits et l'évaluation de l'impact des phénomènes rayonnés est souvent ignoré ou au mieux basé sur des modèles simplistes. Un des objectifs de cette thèse est donc d'apporter un degré de complexification plus élevé des modèles de rayonnement des composants magnétiques utilisés dans les filtres CEM, tant par une approche par modélisation numérique que par la mise en oeuvre d'un modèle analytique.Dans un premier temps, une étude poussée du rayonnement magnétique de composants simples, les inductances toriques de mode différentiel, a été réalisée. Cette étude a débouché sur la mise en évidence des paramètres critiques déterminant la topologie du champ magnétique rayonné dans l'environnement proche du composant. Le résultat majeur de cette étude est l'importance de la répartition du bobinage autour du circuit magnétique sur le champ magnétique rayonné. De nouveaux modèles ont été proposés pour permettre la prédiction des champs proches rayonnés pour une gamme de fréquence inférieure à la résonance propre du composant.Par la suite, un modèle analytique fin du rayonnement magnétique des inductances de mode commun a été proposé. Ce modèle permet de déterminer \emph{a priori} le rayonnement magnétique proche du composant. Les études menées par la suite ont permis de relier les effets observés en rayonné au phénomènes conduits qui apparaissent dans ces composants notamment pour expliquer certains effets de transfert de mode (commun/différentiel).Dans une dernière partie, une étude de ces composants en susceptibilité électromagnétique (EM) a été menée. Elle a permis de rendre compte de l'influence d'une onde incidente de champ magnétique sur les composants étudiés et de valider les modèles proposés via une approche basée sur la réciprocité EM: la direction privilégiée de rayonnement est aussi celle de couplage facile pour un champ magnétique externe. / The number of electronic devices in embedded systems is constantly increasing and their contribution to volume and weight is a major concern. In order to solve these issues, a large research effort is devoted to volume reduction and power converters' integration. This lead to constant technological evolution including the appearance of high frequency power electronic converters allowing the reduction of the volume of passive components.However, due to the increase of operating frequencies and the minimization of inter-components distances, the electromagnetic radiations generated by these systems become more important. In order to decrease this interference, EMI filters are often necessary. Their performances are often related to the value of parasitic elements in the filter which must therefore be controlled. Nonetheless most of the existing models focus on conducted electromagnetic interference (EMI) and the impact of radiated phenomena is often ignored or greatly simplified. This work will therefore focus on developing highly accurate radiation models for magnetic components commonly used in EMI filters using both numeric and analytic tools.First, the magnetic fields radiated by differential mode (MD) toroidal coils, which belong to the basic magnetic components, will be thoroughly studied. This study highlighted the critical parameters determining the near-field topology. The main result is the discovery of the impact of the winding's layout around the magnetic core on the radiated magnetic field. New models have been developed in order to predict the radiated near field.Then, an accurate analytic model of the the magnetic radiation of common-mode (CM) chokes has been developed. It allows the prediction of the magnetic near-field. The application of the model lead to the correlation between radiated phenomena and conducted effects existing in these components. The importance of the winding on CM to DM mode coupling has therefore been highlighted.Finally, the electromagnetic (EM) susceptibility of these components has been studied. This work describes the influence of an external magnetic field on the components and validates the radiation models developed using the principle of EM reciprocity. It has been shown that the easy directions are the same for both the radiated and the coupled phenomena.

Die Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) betrachtet die Fähigkeit eines elektrischen Gerätes, in seiner elektromagnetischen Umgebung störungsfrei zu funktionieren, ohne diese dabei unzulässig zu stören. Zur Prüfung der Elektromagnetischen Verträglichkeit werden verschiedene Messumgebungen verwendet. Die Messung der strahlungsgebundenen Störfestigkeit und Störaussendung kann zum Beispiel in einer Modenverwirbelungskammer (MVK) erfolgen. Bei der Störfestigkeitsmessung wird der Prüfling einem externen Prüffeld ausgesetzt und untersucht, ob dieser die definierten Kriterien für einen störungsfreien Betrieb erfüllt. Für das Prüffeld muss vor der Messung nachgewiesen werden, dass die Anforderungen an dessen Homogenität eingehalten werden. Einen entscheidenden Einfluss auf die Homogenität des Prüffeldes hat der sogenannte Rührer. Bei einer MVK handelt es sich prinzipiell um einen Hohlraumresonator, in den ein mechanischer Rührer, d.h. ein elektrisch großer, drehbarer Streukörper integriert wird. Durch die Drehung des Rührers verändert sich die Feldverteilung in der MVK, was auch als Verwirbelung bezeichnet wird. Prinzipiell ergibt sich für jede Stellung des Rührers ein inhomogenes Feld mit lokalen Minima und Maxima. Ein Ziel bei der Verwendung von Modenverwirbelungskammern ist es, mit Hilfe geeigneter Verfahren Rührerstellungen zu finden, deren Feldverteilungen in Überlagerung ein möglichst homogenes Prüffeld erzeugen. Zum Lehrstuhl für Theoretische Elektrotechnik und Elektromagnetische Verträglichkeit der Technischen Universität Dresden gehört seit 2010 eine Modenverwirbelungskammer. Die Charakterisierung dieser MVK sowie eine weiterführende Untersuchung zur Wahl der Rührerstellungen bilden die Schwerpunkte der vorliegenden Arbeit. / In 2010 the Chair of Electromagnetic Theory and Compatibility of Technical University Dresden could extend its laboratories by a reverberation chamber with the dimensions 5.3 m, 3.7m and 3.0 m. Since then, a detailed characterisation of the chamber as well as further investigations have been the main emphasis of the authors research. The submitted doctoral thesis presents the obtained results. With the design, the fundamentals of operation and further characterisation of the reverberation chamber, given in Chapter 1 and 2, it aims to give an introduction and better understanding of reverberation chambers. On this basis, the authors research focused on methods for determining the independent stirrer positions in reverberations chambers. The results of the investigations are presented and summarised in chapter 3. One scope of Electromagnetic Compatibility are radiated immunity measurements. Besides the GTEM cell and the anechoic chamber the reverberation chamber gains in importance as an alternative measurement environment. A reverberation chamber is a shielded room with reflecting walls and one or more integrated mechanical stirrers. By rotating the stirrer the spatial boundary conditions for the electromagnetic field quantities are altered. The resulting change of the spatial field distribution depends on the location within the chamber and the geometry of the stirrer. Each stirrer position yields an inhomogeneous field distribution created by interfering waves. A general aim is to find a set of stirrer positions, whose superimposed field distributions create a more uniform test field. In practice, the given requirements for the homogeneity of the test field shall, with regards to an optimisation of measurement time, be realized with a minimum number of stirrer positions. In this context the term ’independent stirrer positions’ was established and describes stirrer positions, whose field distributions are linearly uncorrelated and therefore assumed to be practical for creating a more homogeneous test field using only a minimal number of stirrer positions. A general method for determining the number of independent stirrer positions in reverberation chambers is presented. The method uses a certain number of measurement positions in a defined test volume in order to characterize the spatial field distribution inside the chamber. Using the Pearson correlation coefficient the field distributions of the stirrer positions are tested for linear correlation and pairs of independent stirrer positions are determined. On this basis, cliques of pairwise independent stirrer positions are identified using appropriate algorithms. It is shown that the general method yields detailed information about the number and distribution of the independent stirrer positions and is therefore particularly suitable to evaluate other methods. Finally, the standard method according to IEC 61000-4-21 as well as selected alternative methods, that have been proposed in the past, are evaluated and compared based on the results of the general method.

La modélisation de matériaux composites est un domaine d’étude qui bénéficie d’un intérêt croissant. En effet, la vulgarisation de l’utilisation de tels matériaux nécessite le développement de nouveaux modèles afin de mieux comprendre leur comportement. L’industrie automobile et aéronautique s’efforce d’optimiser le choix des matériaux en fonction des spécificités de chaque application, afin de réduire la masse des équipements et de leur assurer de meilleurs caractéristiques mécaniques et thermiques. Les matériaux composites se sont aussi présentés comme une éventuelle alternative au métal pour le rôle de blindage électromagnétique. Leur généralisation dans cette optique se heurte néanmoins à une relative méconnaissance de leur comportement électromagnétique. A cet effet, il est nécessaire de disposer de méthodologies permettant d'évaluer l'efficacité de blindage de boîtiers en matériaux composites et de cerner les différents mécanismes et paramètres correspondants.Par ailleurs, le déploiement de ces matériaux alternatifs à plus grande échelle est freiné par d'autres contraintes liées essentiellement à la difficulté de l'analyse électromagnétiques 3D complète de systèmes complexes abritant des boîtiers en matériaux composites. En effet, la complexité topologique de certains composants complique considérablement leur insertion dans les outils de simulation électromagnétique existants. De plus, le rapport d'échelle entre les différents niveaux (système, boîtiers composites, cartes, circuits, composants) est trop important ; cette disparité d'échelle complexifie considérablement la discrétisation géométrique de l'ensemble. L'association de ces différentes contraintes conduisent à des difficultés réelles aux quelles les ingénieurs CEM sont confrontés. C'est pourquoi il est nécessaire de développer des modèles performants permettant de faciliter l'analyse 3D du système hôte complet. Ce travail de thèse s'est donc réparti sur deux volets :- dans un premier temps, nous présentons une méthodologie de calcul de l'efficacité de blindage des boîtiers en matériaux composites, afin d'évaluer la potentialité de ces matériaux en termes de blindage électromagnétique et de cerner les principaux facteurs qui y contribuent.- dans un second temps et dans l'objectif de fournir une approche permettant de mettre les systèmes électroniques complexes intégrant des boîtiers de blindage composites en conformité avec les exigences strictes de CEM, nous proposons une méthodologie de modélisation des rayonnements électromagnétiques. Cette modélisation (à base d’algorithmes génétiques) permet de remplacer les dispositifs ou les boîtiers rayonnants (composites notamment) par un ensemble de dipôles élémentaires. Le modèle équivalent, de type "boîte noire", est ainsi représentatif de l’ensemble de la structure en termes de rayonnement électromagnétique en hautes fréquences et est facilement intégrable dans le maillage de structures hôtes. Ce modèle multipolaire fournit des prédictions spatiales et fréquentielles du champ électrique et magnétique permettant entre autres de calculer l'efficacité de blindage du boîtier dans l'espace, donnant ainsi un moyen de quantifier son impact perturbateur sur son environnement. D'autre part, cette approche permet de simplifier l'analyse 3D d'un système complet abritant des boîtiers composites en contrôlant le comportement EM à tous les niveaux : système, boîtiers, cartes, circuits et composants. / The modeling of composite materials is a domain of study which benefits of increasingly interest. Indeed, the popularization of the use of such materials requires the development of new models in order to better understand their behavior. The automotive and aerospace industry strives to optimize material selection based on the specificities of each application in order to reduce the weight of the equipment and to provide better mechanical and thermal characteristics. Composite materials have been also presented as a potential alternative to metals for the role of electromagnetic shielding. Their generalization in this context is nevertheless hampered by a relative lack of knowledge of their electromagnetic behavior. For this purpose, it is necessary to have methodologies to evaluate the shielding effectiveness of composite enclosures and identify the different corresponding mechanisms and parameters.Moreover, the deployment of these alternative materials on a larger scale is hindered by other constraints related mainly to the difficulty of complete 3D analysis of complex systems including composite enclosures. In fact, the topological complexity of certain components greatly complicates their integration into existing electromagnetic simulation tools. Moreover, the scale ratio between the different levels (system, composite enclosures, electronic card, circuit, component) is too large ; This disparity of scale complexifies considerably the geometrical discretization of the entire system. The combination of these different constraints leads to real difficulties to which EMC engineers face. That is why it is necessary to develop efficient models to facilitate the 3D analysis of the complete host system.This work is therefore divided in two sections :- In a first time, we present a methodology to calculate shielding effectiveness of composite enclosures of electronic equipment. The goal is to evaluate the potential of these materials in terms of electromagnetic shielding and to identify the main contributing factors.- In a second time, and in order to ensure compliance of complex electronic systems incorporating composite shielding enclosures with the stringent requirements of EMC, we propose a modeling methodology of electronic devices radiation. This modeling (based on genetic algorithms) allows to replace the radiating devices and enclosures (especially composites) by a set of elementary dipoles. The equivalent model, "black box" type, is thus representative of the entire structure in terms of high frequency electromagnetic radiation and is easily integrable in the mesh of host structures. This multipolar model provides spatial and frequency predictions of the electric and magnetic field, enabling among others to calculate the shielding effectiveness of the radiating enclosure in space, thereby giving a way to quantify its disruptive impact on its environment. Moreover, this approach allow to simplify the 3D analysis of a complete system comprising composite enclosures by controlling the EM behavior at all levels: system, enclosures, cards, circuits and components.

Ο σκοπός αυτής της εργασίας είναι να προωθηθεί ένας οδηγός σχετικά με τις κατασκευαστικές προδιαγραφές και την απόδοση των ηλεκτρομαγνητικών ανηχοικών θαλάμων και των εσωτερικών εγκαταστάσεων δοκιμής. Εντούτοις, απαιτείται κάποια γνώση ηλεκτρομαγνητικών μετρήσεων, για να εξασφαλιστεί ότι όλοι οι εφαρμόσιμοι κατασκευαστικοί παράγοντες, έχουν εφαρμοστεί στις καταστάσεις που θα ζητηθούν. Η μέτρηση των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων περιλαμβάνει μεγάλο αριθμό ηλεκτρονικών συσκευών. Αυτές οι συσκευές μπορούν να ταξινομηθούν σε άμεσους ή σε έμμεσους εκπομπούς. Η μέτρηση των άμεσων εκπομπών (όπως οι κεραίες) ή η εκπομπή της ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας, όπως στη διατομή του ραντάρ, απαιτεί εξειδικευμένες εγκαταστάσεις. Ο καθορισμός του επιπέδου ακτινοβολίας από τους έμμεσους εκπομπούς όπως οι ψηφιακές συσκευές ή ο καθορισμός του επιπέδου «ευαισθησίας» που έχει μια ηλεκτρονική συσκευή, όσον αφορά ένα εισερχόμενο ηλεκτρομαγνητικό κύμα περιλαμβάνει επίσης τη μέτρηση των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων στις εγκαταστάσεις που σχεδιάζονται συγκεκριμένα για τη μέτρηση που πραγματοποιείται. Ηλεκτρομαγνητικό κύμα είναι το αποτέλεσμα από την επιτάχυνση των ηλεκτρικών φορτίων. Το ηλεκτρικό πεδίο λόγω μιας ανεπιθύμητης φόρτισης (σε κάποια δοκιμή ή στην ομοιόμορφη κίνηση σε μια ευθεία γραμμή) κατευθύνεται ακτινωτά και μειώνεται ως το τετράγωνο της απόστασης από τη φόρτιση. Εντούτοις, η επιτάχυνση της φόρτισης προκαλεί αύξηση του ηλεκτρικού πεδίου, και μειώνεται γραμμικά με την απόσταση. Στην πράξη, σχεδόν πάντα υπάρχει ενδιαφέρον για τα μακροσκοπικά αποτελέσματα. Στην μακροσκοπική κλίμακα, η αλληλεξάρτηση μεταξύ των ηλεκτρικών και μαγνητικών πεδίων περιγράφεται από μαθηματική άποψη από τις εξισώσεις Maxwell [ 2 ..3 ]. Τα μαθηματικά των ηλεκτρομαγνητικών πεδίων και των σχετικών μέσων χρησιμοποιούν την διανυσματική ανάλυση. Η ανάλυση μπορεί να αναμιχθεί πολύ, σε πολλά προβλήματα, ειδικά εκείνα που περιλαμβάνουν τη διάδοση στα μη ισοτροπικά , μη-αμοιβαία, μη γραμμικά, ή ανομοιογενή μέσα. Αν και ορισμένα προβλήματα στις ηλεκτρομαγνητικές μετρήσεις μπορούν να απαιτήσουν την εφαρμογή πιο λεπτομερών μαθηματικών. Στους ανηχοικούς θαλάμους πραγματοποιούνται δύο ειδών δοκιμές, η δοκιμή ηλεκτρομαγνητικής παρεμβολής (EMI) και η δοκιμή ηλεκτρομαγνητικής συμβατότητας (EMC). Ηλεκτρομαγνητική παρεμβολή (EMI) είναι κάθε σήμα ή εκπομπή που ακτινοβολείται στον χώρο ή άγεται σε καλώδια τροφοδοσίας ή σημάτων και θέτει σε κίνδυνο τη λειτουργία συστημάτων ασύρματης πλοήγησης ή άλλες υπηρεσίες ασφαλείας ή υποβαθμίζει, παρεμποδίζει ή διακόπτει επανειλημμένα μια αδειοδοτημένη υπηρεσία ασύρματων επικοινωνιών. Στις υπηρεσίες ασυρμάτων επικοινωνιών περιλαμβάνονται, ενδεικτικά, οι εμπορικές εκπομπές AM/FM, η τηλεόραση, η κινητή τηλεφωνία, τα ραντάρ, ο έλεγχος εναέριας κυκλοφορίας, η τηλεειδοποίηση και οι Υπηρεσίες Προσωπικής Επικοινωνίας (Personal Communication Services ή PCS). Αυτές οι αδειοδοτημένες και οι μη αδειδοτημένες υπηρεσίες ασυρμάτων επικοινωνιών, όπως το WLAN ή το Bluetooth, μαζί με ακούσιους πομπούς όπως ψηφιακές συσκευές, συμπεριλαμβανομένων συστημάτων υπολογιστών, συμβάλλουν στο ηλεκτρομαγνητικό περιβάλλον. Η ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα (ΗΜΣ) είναι η δυνατότητα στοιχείων του ηλεκτρονικού εξοπλισμού να λειτουργούν ομαλά μαζί, μέσα σε ηλεκτρονικό περιβάλλον. Παρόλο που το συγκεκριμένο σύστημα υπολογιστή έχει σχεδιαστεί και έχει προσδιοριστεί ως συμβατό με τα όρια που καθορίζονται από το φορέα κανονισμών για ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές, δεν παρέχεται κανενός είδους εγγύηση ότι δεν θα υπάρξει παρεμβολή σε μία συγκεκριμένη εγκατάσταση. Τα προϊόντα της EMC Corporation είναι σχεδιασμένα, ελεγμένα και κατηγοριοποιημένα σύμφωνα με το συγκεκριμένο ηλεκτρομαγνητικό περιβάλλον χρήσης τους. Αυτές οι κατηγορίες ηλεκτρομαγνητικού περιβάλλοντος αναφέρονται γενικά στους ακόλουθους εναρμονισμένους ορισμούς: • Τα προϊόντα κατηγορίας B προορίζονται για χρήση σε οικιακά περιβάλλοντα, αλλά μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν σε μη οικιακά περιβάλλοντα. Σημείωση: Οικιακό περιβάλλον είναι ένα περιβάλλον όπου η χρήση πομπών ραδιοσυχνοτήτων και τηλεοπτικών δεκτών μπορεί να είναι αναμενόμενη σε απόσταση 10 m από το σημείο που χρησιμοποιείται το προϊόν. • Τα προϊόντα κατηγορίας A προορίζονται για χρήση σε μη οικιακά περιβάλλοντα. Τα προϊόντα κατηγορίας A μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν σε οικιακά περιβάλλοντα, αλλά ενδέχεται να προκαλέσουν παρεμβολές και να απαιτηθεί η λήψη διορθωτικών μέτρων από το χρήστη. Εάν αυτός ο εξοπλισμός προκαλέσει παρεμβολή σε υπηρεσίες ραδιοεπικοινωνιών, η οποία παρεμβολή διαπιστώνεται ενεργοποιώντας και απενεργοποιώντας τον εξοπλισμό, επιχειρήστε να διορθώσετε την παρεμβολή ενεργώντας ως εξής: • Επαναπροσανατολισμός της κεραίας λήψης. • Αλλαγή θέσης του υπολογιστή σε σχέση με το δέκτη. • Μετακίνηση του υπολογιστή μακριά από το δέκτη. • Σύνδεση του υπολογιστή σε διαφορετική πρίζα έτσι ώστε ο υπολογιστής και ο δέκτης να βρίσκονται σε διαφορετικά κυκλώματα. Εάν είναι απαραίτητο, επικοινωνήστε με έναν τεχνικό υποστήριξης της EMC Corporation ή κάποιο εξειδικευμένο τεχνικό ραδιοφώνων/τηλεοράσεων ή ειδικό ΗΜΣ για περαιτέρω υποδείξεις. Ο εξοπλισμός τεχνολογίας πληροφοριών (ITE) που περιλαμβάνει περιφερειακά όπως κάρτες επέκτασης, εκτυπωτές, συσκευές εισόδου/εξόδου (I/O), οθόνες κ.λπ., και οι οποίες είναι ενσωματωμένες μέσα στο σύστημα ή συνδεδεμένες σε αυτόν, πρέπει να συμμορφώνεται με την κατηγορία ηλεκτρομαγνητικού περιβάλλοντος του υπολογιστή. / The purpose of this paper is to provide a guide on the design and performance specification of electromagnetic anechoic chambers or indoor test facilities. However, some knowledge of electromagnetic measurements is required to ensure that all applicable design factors have been applied in any given design situation. The measurement of electromagnetic waves involves a large number of electronic devices. These devices can be categorized as intentional or unintentional radiators. Measurement of intentional radiators (such as antennas) or the scattering facilities. Determining the level of radiation from unintentional radiators such as digital devices or determining the level of immunity an electronic device has with respect to an impinging electromagnetic wave also involves the measurement of electromagnetic waves in testing facilities designed specifically for the measurement to be performed. Electromagnetic waves result from the acceleration of electric charges. The electric field due to an unaccelerated charge (one at rest or in uniform motion in a straight line) is radially directed and decreases as the square of the distance from the charge. However, the acceleration of the charge gives rise to a tangential component of the electric field, and this decreases linearly with distance. This time-varying electric field has associated with it a time varying magnetic field, together, they comprise an electromagnetic field. An electromagnetic field that decreases linearly with distance represents an outward radiation. In practice, one is almost always concerned with macroscopic effects resulting from acceleration of gross numbers of charges. On the macroscopic scale, the interrelationship between electric and magnetic fields is described mathematically by Maxwell’s equations. An additional set of equations called constitutive relationships specifies the characteristics of the medium in which the field exists. The mathematics of electromagnetic fields and the associated media makes use of vector and tensor analysis. The analysis can become very involved in many problems, especially those involving propagation in nonisotropic, nonreciprocal, nonlinear, or nonhomogeneous media. Although certain problems in electromagnetic measurements can require application of more detailed mathematics. In anechoic chambers, take place two types of tests, the electromagnetic interference test (EMI) and the electromagnetic compatibility testing (EMC). Electromagnetic interference (EMI) is any signal or emission radiated in space or is induced in cables or signals and threatening the operation of wireless navigation services or other security or degrade, obstruct or repeatedly interrupts a licensed radio communications service. In wireless communications services including, without limitation, commercial broadcasting AM / FM, TV, mobile telephony, radar, air traffic control, paging and personal communications services (Personal Communication Services or PCS). These licensed and non licensed wireless communications such as WLAN or Bluetooth, along with unintentional transmitters such as digital devices, including computer systems, contribute to the electromagnetic environment. The electromagnetic compatibility (EMC) is the potential components of electronic equipment to operate seamlessly together in an electronic environment. While this computer system has been designed and determined to be compatible with the limits set by the service regulations for electromagnetic interference, there is no guarantee that interference will not occur in a particular installation. Its products are EMC Corporation is designed, tested and categorized according to the specific electromagnetic environment of use. These types of electromagnetic environment generally refers to the following harmonized definitions: • Products category B for use in domestic environments, but can also be used in non-domestic environments. Note: the domestic environment is an environment where the use of RF transmitters and television receivers may be expected within 10 m from where the product is used. • Class A products are intended for use in non-domestic environments. Class A products can also be used in domestic environments, but it may cause interference and require remedial action by the user. If this equipment cause interference to radio services, which insert shows activating and disabling the equipment, try to correct the interference by acting as follows: • Reorient the receiving antenna. • Relocating the computer to the receiver. • Move the computer away from the receiver. • Connect the computer into a different outlet so that computer and receiver are on different circuits. If necessary, contact technical support EMC Corporation or any qualified radio / TV technician or special EMC for further instructions. Information technology equipment (ITE), including peripherals such as expansion cards, printers, input / output (I / O), monitors, etc., which are embedded in the system or connected to it, must comply with Category electromagnetic environment of the computer.

L'usage des câbles électriques comme support de transmission de données numériques en vue d'applications comme l'accès à Internet ou la domotique, est certes très attractif. Cependant, les rayonnements électromagnétiques (EM) non intentionnels, engendrés par les systèmes filaires lors d’une transmission CPL, peuvent être une source de pollution EM et constituent un problème gênant de compatibilité électromagnétique (CEM). L'évaluation de ces rayonnements en champ proche revêt donc un intérêt certain.Dans ce manuscrit, le travail de recherche effectué, consiste à modéliser le rayonnement électromagnétique engendré par les conducteurs filaires utilisés par la technologie des courants porteur en ligne (CPL). En effet, l’estimation du rayonnement d’un réseau CPL de point de vue de la CEM, s’avère très importante pour la prédiction des niveaux d’émissions rayonnées. Les valeurs des champs rayonnés par le réseau CPL sont parfaitement définies si la distribution du courant est déterminée, en pratique, l'accès à la mesure de ces courants est très difficile voire impossible.On propose, donc dans ce mémoire une approche simplifiée des équations intégrales des champs électromagnétiques afin de quantifier convenablement le rayonnement EM émis par les systèmes filaires avec un minimum d’informations mesurées. Ce modèle est capable de traiter des cas pour lesquels l’identification du courant le long des conducteurs est compliquée et numériquement fastidieuse à obtenir avec les codes de simulation existants (FEKO, NEC,… etc.). Notre modèle a été largement validé, soit par simulation, en utilisant le logiciel Feko, ou bien expérimentalement à travers une étude comparative effectuée sur différents cas tests. / The use of electric cables as a support for transmitting digital data for applications such as Internet access or home automation is certainly very attractive. However, unintentional electromagnetic radiation (EM) from such wire systems for PLC transmission may be a source of EM pollution and a problem of electromagnetic compatibility (EMC). Therefore, the evaluation of the corresponding radiations in the near-field zone is of a certain interest. In this manuscript, a mathematical model for estimation of the electromagnetic radiation from wire conductors used by the PLC technology is presented. From the EMC standpoint, the radiation of a PLC network is observed from the aspect of the emission levels. The corresponding radiated values of the fields may be appropriately determined if the current distribution in the PLC network is known. However, in practice the approach to measuring these currents is very difficult or even impossible. Therefore, a simplified approach based on the integral equations of the electromagnetic fields is proposed in order to adequately quantify EM radiation from PLC wire conductors in cases of least measured data. Also, this model may be applied in cases where estimation of current distribution is numerically difficult even by using existing numerical software (FEKO, NEC, etc.). The proposed model is validated either by simulations compared to FEKO software, or experimentally through a comparative test case studies.

Actuellement, le développement de semiconducteurs et la demande croissante de convertisseurs en électronique de puissance dans les différents domaines de l’énergie électrique, notamment pour des applications dans l’aéronautique et les réseaux de transport et de distribution, imposent de nouvelles spécifications comme le fonctionnement à hautes fréquences de commutation, densités de puissance élevées, hautes températures et hauts rendements. Tout ceci contribue au fort développement des composants en SiC (Carbure de Silicium). Cependant, ces composants créent de nouvelles contraintes en Compatibilité Electromagnétique (CEM) à cause des conditions de haute fréquence de commutation et fortes vitesses de commutation (forts di/dt et dv/dt) en comparaison à d’autres composants conventionnels de l'électronique de puissance. Une étude des perturbations générées par les composants SiC est donc nécessaire. L'objectif de ce travail est de donner aux ingénieurs amenés à concevoir des convertisseurs une méthode capable de prédire les niveaux d'émissions conduites générées par un convertisseur électronique de puissance qui intègre des composants en SiC. La nouveauté du travail présenté dans cette thèse est l’intégration de différents modèles de type circuit pour tous les constituants d’un convertisseur (un hacheur série est pris comme exemple). Le modèle est valable pour une gamme de fréquences de 40Hz à 30MHz. Des approches de modélisation des parties passives du convertisseur sont présentées. Ces approches sont différentes selon que les composants modélisés soient disponibles ou à concevoir : elles sont basées sur des mesures pour la charge et les capacités ; elles sont basées sur des simulations prédictives pour routage du convertisseur. Le modèle complet du convertisseur (éléments passifs et actifs) est utilisé en simulation pour prédire les émissions conduites reçues dans le réseau stabilisateur d’impédance de ligne. Le modèle est capable de prédire l'impact de différents paramètres comme le routage, les paramètres de contrôle comme les différents rapports cycliques et les résistances de grille avec des résultats satisfaisants dans les domaines temporels et fréquentiels. Les résultats obtenus montrent que le modèle peut prédire les perturbations en mode conduit pour les différents cas jusqu'à une fréquence de 15MHz. Finalement, une étude paramétrique du convertisseur a été élaborée. Cette étude a permis de voir l’influence de la qualité des différents modèles comme les éléments parasites du routage, des composants passifs et actifs et d'identifier les éléments qui ont besoin d’un modèle précis pour avoir des résultats valides dans la prédiction des perturbations conduites. / The recent technological progress of semiconductors and increasing demand for power electronic converters in the different domains of electric energy particularly for applications in aeronautics and networks of transport and distribution impose new specifications such as high frequencies, high voltages, high temperatures and high current densities. All of this contributes in the strong development of SiC (Silicon Carbide) components. However these components create new issues in Electromagnetic Compatibility (EMC) because of the conditions of high frequency switching and high commutation speeds (high di/dt and dv/dt) compared to other conventional components in power electronics. A precise study of the emissions generated by SiC components is therefore necessary. The aim of this work is to give a method able to predict levels of conducted emissions generated by a power electronics converter with SiC components to engineers which design power converters. The novelty of the work presented in this thesis is the integration of different modeling approaches to form a circuit model of a SiC-based converter (a buck dc–dc converter is considered as an example). The modeling approach is validated in the frequency range from 40Hz to 30MHz. Modeling approaches of the passive parts of the converter are presented. Theses approaches differs according to whether the component is existing or to be designed : they are based on measurements for the load and capacitors; they are based on numerical computation and analytical formulations for PCB. The complete model obtained (passive and active components) is used in simulations to predict the conducted emissions received by the line impedance stabilization network. The model is able to predict the impact of various parameters such as PCB routing, the control parameters like duty cycles and different gate resistors in the time and frequency domains. A good agreement is obtained in all cases up to a frequency of 15MHz. Finally, a parametric study of the converter has been elaborated. This study allowed to see the influence of different models such as parasitic elements of the PCB, passive and active components and to identify the elements that need a precise model to obtain valid results in the prediction of conducted EMI.