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Semi-conducteurs de puissance - Problèmes thermiques (partie 1)Article de référence | Réf : D3114 v1
ARTICLE INTERACTIF
Auteur(s) : Laurent DUPONT, Yvan AVENAS, Paul Étienne VIDAL
Date de publication : 10 août 2017
Relu et validé le 26 avr. 2021
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Telles que présentées dans la section précèdente, les méthodes de mesure de la température d’une puce, intégrée dans un module de puissance, ne prennent pas en compte les contraintes liées aux conditions d’usage d’un convertisseur statique (hacheur, onduleur ou tout autre architecture). En effet, dans ces conditions, les composants de puissance sont soumis à des variations brutales et de grandes amplitudes des grandeurs caractéristiques généralement mesurées pour accéder aux paramètres électriques thermosensibles. Dès lors, il est quelquefois proposé d’interrompre le fonctionnement du convertisseur pour permettre de recouvrer les conditions permettant d’utiliser le PETS. Nous pouvons illustrer cette approche sur la figure 19 avec un exemple où une mesure indirecte de la température des composants est obtenue par le PETS de la tension directe sous faible courant. Sur cette figure qui traite d’un onduleur, nous voyons que le fonctionnement du convertisseur est stoppé pendant quelques centaines de microsecondes pour faire l’acquisition de la température. Pour cela, le courant est déporté dans un circuit annexe pendant la mesure de température.
Les actions de recherche actuellement en cours tentent d’apporter des solutions technologiques et méthodologiques permettant d’accéder à la température des composants de puissance sans pour autant modifier les conditions d’usage des convertisseurs statiques. Les principales approches développées autour de cette thématique s’appuient sur trois axes qui sont :
l’utilisation de capteurs intégrés dans le module de puissance et positionnés au plus près des composants de puissance ;
l’utilisation de capteurs intégrés au composant de puissance (sensor-on-chip) avec une électronique embarquée dans le module de puissance ;
l’utilisation d’indicateurs électriques thermosensibles basés sur les caractéristiques statiques ou dynamiques...
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(1) - YANG (Y.), WANG (H.), BLAABJERG (F.), MA (K.) - Mission profile based multi-disciplinary analysis of power modules in single-phase transformerless photovoltaic inverters, - 15th European Conference on Power Electronics and Applications (EPE), Lille, 2013, pp. 1-10 (2013).
(2) - BOUARROUDJ-BERKANI (M.) - Étude de la fatigue thermo-mécanique de modules électroniques de puissance en ambiance de températures élevées pour des applications de traction de véhicules électriques et hybrides, - Thèse, École normale supérieure de Cachan-ENS Cachan (2008).
(3) - KOCINIEWSKI (T.), MOUSSODJI (J.), KHATIR (Z.) - Temperature mapping by μ-Raman spectroscopy over cross-section area of power diode in forward biased conditions, - Microelectron. Reliab., vol. 55, no 3-4, p. 547-551, févr. 2015.
(4) - TRAN (S.H.), DUPONT (L.), KHATIR (Z.) - Solder void position and size effects on electro thermal behaviour of MOSFET transistors in forward bias conditions, - Microelectron. Reliab., vol. 54, no 9-10, p. 1921-1926, sept. 2014.
...
HAUT DE PAGE
IEC 60747-15 - 2010 - Semiconductor devices – Discrete devices – Part 15 Isolated power semiconductor devices
HAUT DE PAGEOrganismes – Fédérations – Associations (liste non exhaustive)
Groupement de Recherche SEEDS (Systèmes d’Énergie Électrique dans leur Dimension Sociétale) du CNRS http://seeds.cnrs.fr
Laboratoires – Bureaux d’études – Écoles – Centres de recherche (liste non exhaustive)Ampère (Lyon) http://www.ampere-lab.fr/
FEMTO-ST (Belfort) http://www.femto-st.fr
GPM (Rouen) http://gpm.labos.univ-rouen.fr/
GREEN (Nancy) http://green.univ-lorraine.fr/
GREMAN (Tours) http://greman.univ-tours. fr/
G2Elab (Grenoble) http://www.g2elab.grenoble-inp.fr/
IES (Montpellier) http://www.ies.univ-montp2.fr/
IMS (Bordeaux) http://www.ims-bordeaux.fr/...
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