Modélisation thermique des composants magnétiques utilisés en électronique de puissance

par Mahamat Tahir Abakar

Thèse de doctorat en Génie électrique

Sous la direction de Jean-Jacques Rousseau et de Dominique Ligot.

Soutenue en 2003

à Lyon, INSA , dans le cadre de École doctorale Électronique, électrotechnique, automatique (Lyon) , en partenariat avec CEGELY - Centre de génie électrique de Lyon (Rhône) (laboratoire) .

mots clés

• Composants électroniques
• Ferrites (matériaux magnétiques)
• Électronique de puissance

Résumé

L'objectif de notre travail concerne le développement de modèles thermiques capables d'estimer la température de fonctionnement des composants magnétiques utilisés en électronique de puissance à partir des pertes joule et fer. Ce travail s'inscrit dans une problématique plus générale de développement d'outils pour la simulation et la conception des convertisseurs en électronique de puissance. Après avoir préciser le cahier des charges du modèle recherché, l'état de l'art concernant la modélisation thermique de ces composants nous avons retenue la méthode nodale. Pour valider notre démarche, nous comparons résultats de simulation et résultats expérimentaux, il s'agit là d'un aspect essentiel de notre démarche. Pour atteindre cet objectif, un banc de caractérisation thermique a été développé. Nous montrons que l'approche retenue permet de modéliser avec une précision acceptable les comportements statique et dynamique des composants magnétiques tout en conservant une grande simplicité au modèle.

Titre traduit

= the thermal modelling of magnetic component used in power electronic

Résumé

The subject of our work concerns the thermal modelling of magnetic component used in power electronic. The model will have to satisfy the following constraints: - easy to build, easy to use - accurate model (+/-a fawn degrees). This work presents the development of a model in which the temperature of both magnetic material and windings ( copper and magnetic material ) is computed from the measure of losses ( copper losses and core }osses ). The model is composed of many elements which represent thermal exchanges in the component. The chosen method is the nodal method. To validate the model, sorne measurements h~ve been made. A thermal measure equipment has been developed. To validate our results, a comparison between simulated and measured temperatures has carried out, in order to validate our results.