Contribution à la modélisation électro-thermique de la cellule de commutation MOSFET-Diode

= Contribution to the electro-thermal modeling of the switching cell MOSFET-Diode

• Auteur / Autrice : Hatem Garrab
• Direction : Hervé Morel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie Electrique
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Électronique, électrotechnique, automatique (Lyon)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : CEGELY - Centre de génie électrique de Lyon (Rhône1992-2007)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Graphes de lien

Commutation (électricité)

Éléments finis, Méthode des

Diodes

Transistors MOSFET

Composants électroniques

Résumé

La simulation des convertisseurs de puissance et les composants de puissance est un chalenge important des prochaines années. En effet, la réalisation de prototype est de plus en plus longue et coûteuse. Aussi le prototypage virtuel, c'est-à-dire la simulation précise des convertisseurs est-elle fondamentale. Ce travail a analysé les possibilités de la simulation par éléments finis d'une cellule de commutation MOS - Diode. En particulier la modélisation électrothermique de la diode a été réalisée. De plus, une procédure originale d'extraction des paramètres technologiques a permis d'obtenir d'excellents résultats de comparaisons simultation/expérience y compris pour les phases de commutations rapides. Pour atteindre cette objectif, une analyse et une modélisation précise de câblage a été entreprise. Enfin, une analyse des couplages électrothermiques a permis de développer un modèle à base de graphes de liens capable de prendre en compte les gradients de température qui existent notamment dans un autoéchauffement.

The simulation of power semiconductor devices and power converters is a strategic research area for the future. Indeed, the fabrication of a prototype demands more and more spend time. So, virtual prototyping, i. E. The accurate simulation of power converters, is a strong need. The job corresponds to the analysis of the possibilities in numerical simulation based on the finite Element-method of the switching cell MOSFET-diode. Particularly, the Electro-thermal modelling of the PIN diode has been obtained. More over an original technological-parameter extraction-method has enabled to obtain excellent agreements between simulation and experiment-results, even in the case of switching phases. This objective has been reached because of the accurate modelling of the wiring elements. Finally, an Electro-thermal coupling analysis has enabled to develop a bond graph model representing temperature gradients that occur during a self-heating phase.