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Composants de puissance en SiC - Technologie

Article de référence | Réf : D3122 v1

Composants de puissance en SiC - Applications

Auteur(s) : Dominique TOURNIER

Date de publication : 10 nov. 2007

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Fatigue des composants électroniques de puissance - Physique de défaillance

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RÉSUMÉ

La maturité d'une filière technologique se traduit par l'émergence de nouvelles solutions techniques dans de nombreuses applications. Il en fut ainsi pour la filière silicium avec les composants de type GTO, bipolaires, MOSFET ou IGBT. Le carbure de silicium n'est pas arrivé à un stade de maturité aussi avancé que le silicium. Mais la disponibilité de composants aux performances supérieures à leurs homologues en Si permet d'envisager leur utilisation dans de nombreuses applications. Ces nouveaux composants devraient repousser les limites des performances de la filière silicium pas exemple en haute tension et en haute température.

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ABSTRACT

The maturity of a technological branch is reflected by the development of new technical solutions in numerous applications. This was the case for the silicon branch with GTO, bipolar, MOSFET or IGBT components. The silicon carbide has not reached as advanced a maturity stage as that of the silicon. However, the availability of components with superior performances to that of their Si counterparts allows for envisaging use in numerous applications. These new components are to push back the limits of the performances of the silicon branch, in high voltage and high temperature for instance.

Auteur(s)

Dominique TOURNIER : Maître de conférences - INSA de Lyon

INTRODUCTION

Le développement de ces derniers a eu un impact certain dans le domaine de l'électronique de puissance, permettant la conception de nouvelles architectures de conversion d'énergie plus performantes et apportant des solutions techniques novatrices dans de nombreux domaines du génie électrique.

Le SiC (carbure de silicium) n'est pas arrivé à un stade de maturité aussi avancé que le silicium. Pour autant, la disponibilité de composants ayant des performances supérieures à leurs homologues en Si permet d'envisager leur utilisation dans de nombreuses applications. Ces nouveaux composants devraient permettre de repousser les limites des performances d'ores et déjà atteintes de la filière silicium pour les domaines de la haute tension et de la haute température, par exemple.

Dans le dossier [D 3 120] sont présentées les technologies de fabrication des composants de puissance en SiC. Ce dossier [D 3 122] présente un état de l'art de quelques « applications phares », en s'attachant à mettre en évidence les gains apportés par la technologie SiC pour l'électronique de puissance, sans la prétention d'être exhaustif dans le contenu, mais avec l'objectif d'illustrer les potentialités de cette nouvelle filière technologique.

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Sommaire
Sommaire détaillé

INTRODUCTION

1 - CONTEXTE

2 - APPLICATIONS PHARES DE L'ÉLECTRONIQUE DE PUISSANCE

2.1 - Contexte
2.2 - Traction électrique et véhicules hybrides
2.3 - Traction électrique : train, bateau...
2.4 - Correction de facteur de puissance PFC
2.5 - Applications haute température
2.6 - Conclusion

3 - APPLICATION SPÉCIFIQUE : LIMITATION DE COURANT

3.1 - Contexte
3.2 - Structures proposées
3.3 - Validation expérimentale : comportement dynamique des limiteurs de courant
3.4 - Limitation de courant de démarrage : machines à courant continu
3.5 - Conclusion