Partenaires

Ampère

Supervisory authorities

CNRS Ecole Centrale de Lyon Université de Lyon Université Lyon 1 INSA de Lyon

Our partners

Ingénierie@Lyon



Search


Home > Thèses et HDR > Thèses en 2014

18/06/2014 : Eliana RONDON-PINILLA

published on , updated on

Eliana RONDON-PINILLA soutient sa thèse le 18 juin 2014 - 10h15 - amphi 201 - Bât . W1 - ECL

Titre :

Conception de convertisseurs électroniques de puissance à faible impact électromagnétique intégrant de nouvelles technologies d’interrupteurs à semiconducteurs

Jury :

  • Directeur de thèse : VOLLAIRE C.
  • Rapporteurs : DIENOT J-M. ; IDIR N.
  • Examinateurs : SCHANEN J.L. ; COSTA F.
  • Co-directeur de thèse : MOREL F.

Résumé :
Actuellement, le développement de semiconducteurs et la demande croissante de convertisseurs en électronique de puissance dans les différents domaines de l’énergie électrique, notamment pour des applications dans l’aéronautique et les réseaux de transport et de distribution, imposent de nouvelles spécifications comme le fonctionnement à hautes fréquences de commutation, densités de puissance élevées, hautes températures et hauts rendements. Tout ceci contribue au fort développement des composants en SiC (Carbure de Silicium). Cependant, ces composants créent de nouvelles contraintes en Compatibilité Electromagnétique (CEM) à cause des conditions de haute fréquence de commutation et fortes vitesses de commutation (forts di/dt et dv/dt) en comparaison à d’autres composants conventionnels dans l’électronique de puissance. Une étude exacte des perturbations générées par les composants SiC est donc nécessaire.

L’objectif de ce travail est de prédire les niveaux d’émissions conduites générées par un convertisseur d’électronique de puissance qui intègre des composants en SiC. La nouveauté du travail présenté dans cette thèse est l’intégration des différents modèles type circuit d’un convertisseur-hacheur série qui travaille dans une gamme de fréquence de 40Hz à 30MHz. Une approche qui modélise les parties passives du convertisseur est présentée. Le modèle complet du convertisseur (éléments passifs et actifs) est utilisé en simulation pour prédire les émissions conduites reçues dans le réseau stabilisateur d’impédance de ligne. Le modèle est capable de prédire l’impact des différents paramètres comme le routage, les paramètres de contrôle comme les différents rapports cycliques et les résistances de grille avec des résultats satisfaisants dans les domaines temporels et fréquentiels. Les résultats obtenus montrent que le modèle peut prédire les perturbations en mode conduit pour les différents cas jusqu’à une fréquence de 15MHz.

Finalement, une étude paramétrique du convertisseur a été élaborée. Cette étude a permis de voir l’influence des éléments parasites dans les convertisseurs ainsi que les éléments qui ont besoin d’un modèle précis pour avoir des résultats valides dans la prédiction des perturbations conduites.

Abstract :

The recent technological progress of semiconductors and increasing demand for power electronic converters in the different domains of electric energy particularly for applications in aeronautics and networks of transport and distribution impose new specifications such as high frequencies, high voltages, high temperatures and strong current densities. All of this contributes in the strong development of SiC (Silicon Carbide) components. However these components create new issues in Electromagnetic Compatibility (EMC) because of the conditions of high frequency switching and high commutation speeds (high di/dt and dv/dt) compared to other conventional components in power electronics. A precise study of the perturbations generated by the SiC components is therefore necessary.

The aim of this work is to predict levels of conducted emissions generated by a power electronics converter with SiC components. The novelty of the work presented in this thesis is the integration of different modeling approaches to form a circuit model of a SiC-based buck dc–dc converter working in frequency range from 40Hz to 30MHz. A modeling approach of the passive parts of the converter is presented. The complete model obtained (passive and active components) is used in simulations to predict the conducted emissions received by the line impedance stabilization network. The model is able to predict the impact of various parameters such as PCB routing, the control parameters like duty cycles and different gate resistors in the time and frequency domains. A good agreement is obtained in all cases up to a frequency of 15MHz.

Finally, a parametric study of the converter has been elaborated. This study allowed seeing the influence of the parasites elements in the converters as well as the elements which need a precise model to obtain valid results in the prediction of conducted EMI.



View online : Texte complet