Modèle de cellule de commutation pour les études de pertes et de performances CEM

par Mahdi Akhbari

Thèse de doctorat en Génie électrique

Sous la direction de James Roudet.


  • Résumé

    Dans le contexte de la prédétermination des pertes, par commutation et des perforrnances CEM (Comptabilité ElectroMagnétique) des convertisseurs statiques d'Electronique de Puissance lors de la phase de conception technologique, cette thèse est consacrée à l'élaboration d'un modèle précis de la cellule de commutation MOSFET-Diode pin. Dans cette étude trois aspects ayant d'importantes influences sur les formes d'ondes temporelles des commutations aussi bien de la partie puissance que celle de commande sont traitées : i) Les interconnexions et des éléments parasites liées à l'implantation géométrique et au choix de la technologie de réalisation des convertisseurs statiques. Ii) La dynamique des charges dans la base large des composants bipolaires semiconducteurs (ici la diode pin) qui est de nature distribuée. Iii) Les capacités non-linéaires parasites de MOSFET et en particulier la capacité d'entrée et Miller intervenant lors de commutation. Le modèle de cellule de commutation est validé en comparant les simulations effectuées avec les mesures sur le prototype réalisé à cette fin. Il a été montré que le domaine de validité du modèle est beaucoup plus large par rapport aux modèles existants : le modèle est relativement robuste devant les changements des conditions de circuit environnant des composants semiconducteurs et les variations du point de fonctionnement. Des applications réelles présentées au dernier chapitre ont pour but de montrer d'une part l'importance de l'environnement parasite des semiconducteurs dans la modélisation, fine des convertisseurs statiques et d'autre part la possibilité de rendre compatible le modèle aux cas plus complexes (plusieurs interrupteurs en parallèle)

  • Titre traduit

    Model of switching cell for loss and EMC performance studies


  • Résumé

    In the context of the predetermination of switching losses and EMC (ElectroMagnetic. Compatibllity) performances of static converters during their technological design in Power Electronics, this thesis deals with accurate modelling of the switching cell MOSFET-PIN Diode. In this study three aspects having significant influences on the wave forms of commutations as weIl of the power part as that of command are treated : i) the interconnections and the parasitic elements related to the geometrical implementation and the choice ofthe technology ofrealisation of static inverter. Ii) the dynamics of charges in the central zone of bipolar semiconductors devices (here a pin diode) which is of distributed nature. Iii) the non-linear stray capacitances of MOSFET particularly the input and Miller capacitance being dominant during commutation. The model of switching cell is validated by comparing the simulations and measurements on the prototype built for this purpose. It was shown that the domain of validity of the model is much broader compared to the existing models : the model is relatively robust against the changes of the conditions of the circuit surrounding the semiconductor components and the variations of operating point. The purpose of applications presented in the last chapter is to show at first the importance of the parasitic environment of the semiconductors in precise modelling of static converters and then the possibility of making compatible the switching cell model to the more complex cases (several switches in parallel). Related prototypes are realised for each application and measurement results are discussed

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Informations

  • Détails : 1 vol. (181 p.)
  • Annexes : 81 ref.

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