Etude des composants passifs pour l'électronique de puissance à "haute température" PDF Download
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Book Description
Les travaux présentés dans ce manuscrit sont dédiés à l'étude des composants passifs pour l'électronique de puissance à haute température. Des condensateurs et des matériaux magnétiques sont sélectionnés et caractérisés jusqu'à environ 250°C. Les caractéristiques électriques et électromagnétiques montrent, pour certains de ces composants et matériaux, des dépendances significatives en fonction de la température, mais également des non-linéarités et des phénomènes d'hystérésis. Les caractérisations sont ensuite exploitées pour la conception d'un filtre CEM d'entrée d'un onduleur de tension de 2kW. Une démarche et des considérations liées au dimensionnement d'un filtre sont détaillées. Un démonstrateur de filtre CEM est testé en charge et à haute température (200°C). Les résultats montrent une dépendance relativement faible des perturbations conduites entre 150kHz et 30MHz en fonction de la température (environ +6dBμA entre 25°C et 200°C selon la norme DO-160F). Le fonctionnement à haute température de composants passifs au sein d'un filtre CEM pour l'électronique de puissance a été démontré. En complément du filtre à composant discret et pour répondre aux besoins d'atténuation à haute fréquence qui seront accrus pour les convertisseurs à base de semi-conducteurs à grand gap (SiC et GaN) qui commutent plus rapidement que des interrupteurs de type IGBT en Si, nous avons proposé l'intégration de condensateurs de mode commun au sein d'un module de puissance. Les résultats simulés et expérimentaux ont montré une réduction des perturbations conduites grâce à l'intégration de ces condensateurs. Cette solution, compatible avec un fonctionnement à haute température, est positionnée comme une solution alternative à un filtre d'entrée complexe (multi-niveaux) et s'inscrit dans la tendance actuelle des IPEM (Intelligent/Integrated Power Electronics Module) qui recherche l'intégration de fonctions dans le module de puissance. L'ensemble de ces travaux souligne par ailleurs l'importance du packaging pour l'électronique de puissance à haute température.
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Les travaux présentés dans ce manuscrit sont dédiés à l'étude des composants passifs pour l'électronique de puissance à haute température. Des condensateurs et des matériaux magnétiques sont sélectionnés et caractérisés jusqu'à environ 250°C. Les caractéristiques électriques et électromagnétiques montrent, pour certains de ces composants et matériaux, des dépendances significatives en fonction de la température, mais également des non-linéarités et des phénomènes d'hystérésis. Les caractérisations sont ensuite exploitées pour la conception d'un filtre CEM d'entrée d'un onduleur de tension de 2kW. Une démarche et des considérations liées au dimensionnement d'un filtre sont détaillées. Un démonstrateur de filtre CEM est testé en charge et à haute température (200°C). Les résultats montrent une dépendance relativement faible des perturbations conduites entre 150kHz et 30MHz en fonction de la température (environ +6dBμA entre 25°C et 200°C selon la norme DO-160F). Le fonctionnement à haute température de composants passifs au sein d'un filtre CEM pour l'électronique de puissance a été démontré. En complément du filtre à composant discret et pour répondre aux besoins d'atténuation à haute fréquence qui seront accrus pour les convertisseurs à base de semi-conducteurs à grand gap (SiC et GaN) qui commutent plus rapidement que des interrupteurs de type IGBT en Si, nous avons proposé l'intégration de condensateurs de mode commun au sein d'un module de puissance. Les résultats simulés et expérimentaux ont montré une réduction des perturbations conduites grâce à l'intégration de ces condensateurs. Cette solution, compatible avec un fonctionnement à haute température, est positionnée comme une solution alternative à un filtre d'entrée complexe (multi-niveaux) et s'inscrit dans la tendance actuelle des IPEM (Intelligent/Integrated Power Electronics Module) qui recherche l'intégration de fonctions dans le module de puissance. L'ensemble de ces travaux souligne par ailleurs l'importance du packaging pour l'électronique de puissance à haute température.
Author: QIANG.. LIU Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 136
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LA CONNAISSANCE DU COMPORTEMENT ELECTRIQUE A TEMPERATURE DE BOITIER DE L'ORDRE DE 200C DES COMPOSANTS DE PUISSANCE A SEMI-CONDUCTEUR EST D'UNE GRANDE IMPORTANCE POUR LES APPLICATIONS ELECTRONIQUES DE L'AUTOMOBILE DU FUTUR. DANS CE CONTEXTE, NOTRE TRAVAIL S'EST INTERESSE A DEUX ASPECTS: UNE ETUDE DE FONCTIONNALITE A HAUTE TEMPERATURE DE TROIS TYPES DE TRANSISTORS DE PUISSANCE (DARLINGTON, MOSFET ET IGBT) INTERESSANTS POUR L'AUTOMOBILE (EN PARTICULIER POUR LES APPLICATIONS D'INJECTION ET D'ALLUMAGE TRANSISTORISES) ET UNE CONTRIBUTION A L'ETUDE DE LA FIABILITE DE LA FONCTION ALLUMAGE A HAUTE TEMPERATURE. LES TEMPERATURES MOYENNES DE JONCTION CONCERNEES PAR CETTE ETUDE SONT COMPRISES ENTRE 30C ET 220C. L'ETUDE DE FONCTIONNALITE A PERMIS DE QUANTIFIER L'EFFET D'UNE ELEVATION DE LA TEMPERATURE DE JONCTION JUSQU'A 220C SUR LES PERFORMANCES ELECTRIQUES DE DIFFERENTS TYPES DE COMPOSANTS, DARLINGTON, MOSFETS ET IGBTS, DU COMMERCE. BIEN QUE SOUVENT FORTEMENT MODIFIEES DU FAIT DE LA DEPENDANCE DES PARAMETRES PHYSIQUES DU SILICIUM VIS-A-VIS DE LA TEMPERATURE, LES CARACTERISTIQUES ELECTRIQUES DES TRANSISTORS DE PUISSANCE ETUDIES ATTESTENT DE LEUR FONCTIONNALITE A 220C. SI LES TROIS TECHNOLOGIES CONSIDEREES SONT EQUIVALENTES DEVANT L'AUGMENTATION TRES FORTE DE LEUR COURANT DE FUITE A L'ETAT BLOQUE, LEURS COMPORTEMENTS A L'ETAT PASSANT PEUVENT ETRE DIFFERENTS SOUS FAIBLE TENSION DE DECHET ET POUR DES COURANTS INFERIEURS OU EGAUX AU COURANT NOMINAL CONSTRUCTEUR. LA MESURE DES DERIVES DES PRINCIPALES CARACTERISTIQUES ELECTRIQUES DES TRANSISTORS DE PUISSANCE ETUDIES SUITE AUX ESSAIS DE STOCKAGE, CYCLE ET CHOC THERMIQUES SEVERISES EN TEMPERATURE, N'A PAS PERMIS DE MONTRER D'INCOMPATIBILITE SYSTEMATIQUE ENTRE BONNE FONCTIONNALITE ET PRESENCE D'UNE TEMPERATURE AMBIANTE DE 200C. ENFIN, L'ETUDE DU COMPORTEMENT DE DARLINGTON, MOSFET ET IGBT DE PUISSANCE, EN FONCTIONNEMENT DANS UN CIRCUIT D'ALLUMAGE ELECTRONIQUE, A TEMPERATURE DE JONCTION MOYENNE DE 220C, A PERMIS DE METTRE EN EVIDENCE, POUR CHACUNE DES TROIS TECHNOLOGIES, UNE CARACTERISTIQUE POUVANT ETRE CRITIQUE POUR LA FIABILITE DE LA FONCTION ALLUMAGE A HAUTE TEMPERATURE
Author: Dac Kien Lai Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 212
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Suite à la tendance de miniaturisation des convertisseurs d'électronique de puissance, un type de composant passif hybride mariant trois composants conventionnels y compris une inductance, un condensateur et un transformateur est étudié au G2Elab depuis 2001. Ce composant baptisé LCT donne plusieurs avantages tant en termes d'intégration qu'en performance. Pourtant, le dimensionnement classique des composants passifs ne garantit pas de résultats optimaux pour les composants LCT. En contexte d'optimiser le dimensionnement de ces composants, cette thèse propose une nouvelle approche. L'optimisation se base tout d'abord sur une modélisation électrodynamique qui est, quant à elle, basée sur la méthode du schéma équivalent des plaques déjà développé au G2Elab, ensuite sur une modélisation thermique analytique des composants magnétiques planar. L'outil d'optimisation du dimensionnement permet de minimiser le volume des composants LCT sous une contrainte principale de la thermique. Les travaux expérimentaux constituent un moyen important pour la validation des modèles développés.
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L'objectif de cette étude a été d'évaluer les potentialités d'utilisation d'une nouvelle résine polyimide (PI) dans le but d'assurer le rôle de couche de passivation des composants de puissance en carbure de silicium (SiC) fonctionnant au-delà de 200°C. De tels composants représentent un enjeu pour répondre aux besoins de l'électronique de puissance avec des systèmes plus intégrés ou capables de fonctionner à des températures ambiantes plus élevées. Les mesures électriques effectuées ont permis de montrer que le PI présente une bonne compatibilité du point de vue de la fonctionnalité électrique avec des valeurs du champ de rupture EBR comprises entre 2 et 4 MV/cm jusqu'à 400°C. Par ailleurs, des conductivités électriques statiques (DC) typiques de celles des matériaux semi-isolants (10-12 à 10-8 O-1.cm-1) ont été observées entre 200 et 400°C. L'une des contributions majeures du travail de caractérisation, appuyé par une compréhension des phénomènes physico-diélectriques, a été de montrer la corrélation entre les mesures de conductivité DC du PI effectuées à l'aide de deux techniques de mesure différentes (courants de conduction et spectroscopie diélectrique). La spectroscopie diélectrique, couplée à une modélisation des phénomènes de polarisation aux électrodes, apparaît ainsi comme un outil de mesure rapide et efficace pour déterminer la conductivité électrique des isolants à hautes températures. Le second temps de l'étude a concerné la détermination de la limite d'utilisation du PI du point de vue de la stabilité de ses propriétés électriques dans le temps à hautes températures et selon la nature de l'atmosphère (inerte ou oxydante). Lors des mesures sous contraintes isothermes, les films de PI ont montré des comportements différents selon la température et/ou la nature de l'atmosphère du milieu environnant. Il a tout d'abord été observé qu'aucune utilisation ne pouvait être envisagée à 400°C car les films présentent rapidement des dégradations dues à la thermolyse quelle que soit l'atmosphère. En revanche, à 300°C sous azote, les propriétés électriques restent relativement stables...
Author: Miroslav Chomat Publisher: BoD – Books on Demand ISBN: 9533075481 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 278
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The subject of this book is an important and diverse field of electric machines and drives. The twelve chapters of the book written by renowned authors, both academics and practitioners, cover a large part of the field of electric machines and drives. Various types of electric machines, including three-phase and single-phase induction machines or doubly fed machines, are addressed. Most of the chapters focus on modern control methods of induction-machine drives, such as vector and direct torque control. Among others, the book addresses sensorless control techniques, modulation strategies, parameter identification, artificial intelligence, operation under harsh or failure conditions, and modelling of electric or magnetic quantities in electric machines. Several chapters give an insight into the problem of minimizing losses in electric machines and increasing the overall energy efficiency of electric drives.
Author: Claude Cohen-Tannoudji Publisher: John Wiley & Sons ISBN: 3527345558 Category : Science Languages : en Pages : 790
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This new, third volume of Cohen-Tannoudji's groundbreaking textbook covers advanced topics of quantum mechanics such as uncorrelated and correlated identical particles, the quantum theory of the electromagnetic field, absorption, emission and scattering of photons by atoms, and quantum entanglement. Written in a didactically unrivalled manner, the textbook explains the fundamental concepts in seven chapters which are elaborated in accompanying complements that provide more detailed discussions, examples and applications. * Completing the success story: the third and final volume of the quantum mechanics textbook written by 1997 Nobel laureate Claude Cohen-Tannoudji and his colleagues Bernard Diu and Franck Laloë * As easily comprehensible as possible: all steps of the physical background and its mathematical representation are spelled out explicitly * Comprehensive: in addition to the fundamentals themselves, the books comes with a wealth of elaborately explained examples and applications Claude Cohen-Tannoudji was a researcher at the Kastler-Brossel laboratory of the Ecole Normale Supérieure in Paris where he also studied and received his PhD in 1962. In 1973 he became Professor of atomic and molecular physics at the Collège des France. His main research interests were optical pumping, quantum optics and atom-photon interactions. In 1997, Claude Cohen-Tannoudji, together with Steven Chu and William D. Phillips, was awarded the Nobel Prize in Physics for his research on laser cooling and trapping of neutral atoms. Bernard Diu was Professor at the Denis Diderot University (Paris VII). He was engaged in research at the Laboratory of Theoretical Physics and High Energy where his focus was on strong interactions physics and statistical mechanics. Franck Laloë was a researcher at the Kastler-Brossel laboratory of the Ecole Normale Supérieure in Paris. His first assignment was with the University of Paris VI before he was appointed to the CNRS, the French National Research Center. His research was focused on optical pumping, statistical mechanics of quantum gases, musical acoustics and the foundations of quantum mechanics.
Author: Rémi Robutel
Author: Rémi Robutel
Author: Gilles Glockseisen
Author: QIANG.. LIU
Author: Dac Kien Lai
Author: Sombel Diaham
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Author: Miroslav Chomat
Author: U.S. Atomic Energy Commission
Author: Claude Cohen-Tannoudji