Bruno ALLARD

Savez-vous que les solutions diphasiques permettent de relever le défi de la gestion thermique des systèmes électroniques ? Ces dispositifs par changement de phase liquide-vapeur ont la capacité de transférer de grandes quantités de chaleur avec une faible différence de température.

De plus en plus le concepteur électronicien doit gérer la problématique de l’alimentation électrique de la carte imprimée. Des exemples issus de l’électronique de puissance permettent d’appréhender les connaissances nécessaires à la compréhension des phénomènes mis en jeu au sein des convertisseurs continu-continu.

A travers une collection dédiée, découvrez les fondements et les problématiques de l’électronique de puissance. Les professionnels de ce domaine font face à la nécessité d’implanter une fonction de conversion de tension à fort rendement énergétique ou bien plus récemment de gestion d’énergie électrique au sens large.

Comment réguler la tension de sortie d’un convertisseur non isolé, alimenté par une tension continue ? Parmi les nombreuses approches de contrôle en boucle fermée, découvrez les principes d’une boucle en courant, hystérétique (non linéaire), la notion de mode glissant et l’approche de la synchronisation.

Un convertisseur statique a pour objectif de fournir un niveau précis de tension en sortie, malgré les perturbations induites par les variations de charge et de tension d’entrée. Abordez les notions principales autour de la régulation de ce composant, en boucle fermée et basée sur une approche en tension.

Un convertisseur de tension à découpage crée un niveau de tension continu de valeur plus basse ou plus élevée pour alimenter une fonction. Mais comment fonctionne l’étage de puissance, ainsi que les étages de commande locale ?

Le périmètre technique et scientifique de l’électronique de puissance ne cesse de s’agrandir, aussi bien sur fond de transition énergétique que de société numérique. En commande de moteur, en conversion statique de l’électricité, dans les systèmes embarqués sans fil… autant de fonctions essentielles en perpétuelle mutation.

Les modules de puissance sont régulièrement utilisés en électronique pour réaliser des circuits de conversion d'énergie, comme par exemple ceux d'un onduleur. Un module de puissance est constitué des éléments suivants : puces semi-conductrices, substrats céramiques métallisés, semelle, brasures, connexions électriques, encapsulant et boîtier. Ces constituants ont des propriétés électriques, thermiques et mécaniques différentes, susceptibles d'affecter les performances globales du module de puissance. Cet article dresse un état de l'art sur les diverses fonctions d'un module de puissance et présente les technologies actuelles pour les mettre en œuvre. Les aspects « densité de puissance élevée » et « fonctionnement haute température » (au-delà de 200°C) sont plus particulièrement développés.

L’électronique de puissance fait référence aussi bien à l’électrotechnique (pour la commande de moteur) qu’à l’ensemble des concepts, techniques et méthodologies relatifs à la conversion statique de l’électricité pour des applications où la gestion fine de l’électricité est nécessaire (systèmes embarqués). L’électronique de puissance s’étend de la très basse puissance liée à la récupération d’énergie (µW) jusqu’aux flux très importants d’électricité des réseaux (GW) et englobe des signaux allant du continu à quelques hertz (réseaux électriques) à plusieurs gigahertz (bruit électromagnétique rayonné). Ce vaste domaine scientifique et technique est inscrit au cœur de des enjeux sociétaux sur la transition énergétique et la société numérique. Cet article en introduit la structure, l’étendu et propose un guide de lecture des autres articles de la collection.

Basés sur une expression énergétique de la dynamique des systèmes physiques, les graphes de liens sont un langage de représentation permettant l’analyse d’un système et de sa modélisation. Cette approche conduit à la rédaction d’un jeu d’équations différentielles correspondant au modèle du système physique, jeu traduit ensuite dans un simulateur. Le graphe de liens permet ainsi d’évaluer la pertinence du modèle obtenu. L’article souligne et développe l’intérêt des graphes de liens pour l’analyse, la modélisation et la simulation des systèmes de l’électronique de puissance.