Nouvelles applications des composants à l'arséniure de gallium dans le domaine de la conversion continu - continu de puissance à ultra-haute fréquence de découpage et haut rendement

par Sami Ajram

Thèse de doctorat en Électronique

Sous la direction de Georges Salmer.

Soutenue en 1998

à Lille 1 .


  • Résumé

    Ce travail porte sur la conception et la realisation de convertisseurs continu-continu a ultra-haute frequence de decoupage et haut rendement a base de composants a l'arseniure de gallium. Une synthese comparative des performances en regime de commutation des differentes familles de composants de puissance a ete presentee. Elle met en evidence les avantages intrinseques des composants a base de gaas, en particulier le mesfet, le hbt et le hemt, par rapport aux composants conventionnels de type mosfet a base de silicium. Cette etude a ete poursuivie par des simulations dans le domaine temporel (avec pspice) d'un convertisseur elevateur de tension (convertisseur boost), montrant que l'utilisation de transistors mesfet et de diodes de puissance a barriere schottky sur gaas devrait permettre d'augmenter la frequence de decoupage d'un facteur 10 pour atteindre une valeur minimum de 100mhz. Un premier convertisseur dc/dc de type boost 5v/10v, realise en technologie hybride, utilisant exclusivement des composants gaas ainsi qu'une self de stockage plaquee a permis de montrer la possibilite d'un fonctionnement a 100mhz avec un rendement superieur a 54% pour une puissance de sortie de 1 watt. L'optimisation a la fois des composants actifs, des composants passifs de stockage et de filtrage ainsi que de la connectique associee au circuit a permis d'obtenir sur d'autres demonstrateurs des resultats constituant l'etat de l'art actuel dans la matiere : un rendement en puissance de 70% pour une frequence de decoupage de 100mhz et une puissance de sortie de 3w. De plus, ce rendement reste superieur a 60% jusqu'a une frequence superieure a 250mhz. Enfin, l'integrabilite du convertisseur de puissance avec des technologies conventionnelles sur gaas a ete etudiee, et des solutions nouvelles avec la filiere higfet (heterostructure insulated gate fet) ont ete proposees concernant l'integration de convertisseurs continu-continu a faible puissance.


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Informations

  • Détails : 1 vol. (287 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. en fin de chapitre

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  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 50376-1998-21
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  • Cote : 50376-1998-22
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