Etude de l'influence des éléments de la cellule de commutation sur le comportement dynamique de l'IGBT

= Study of the influence of the commutation components cell on the IGBT dynamic behavior

• Auteur / Autrice : Franck Sarrus
• Direction : Jean-Pierre Chante
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Electronique
• Date : Soutenance en 1995
• 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 (Rhône ; 1992-2007)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Téléphone -- Commutation électronique, Systèmes de

Réponse en fréquence (électrotechnique)

Électronique de puissance

Résumé

L'étude réalisée présente le fonctionnement détaillé du composant IGBT (Transistor Bipolaire à Grille Isolée) dans un convertisseur statique avec charge inductive avec prise en compte des effets de la cellule de commutation. Une simulation avec le logiciel SABER. , validée par des mesures expérimentales, nous permet de mettre en évidence les principaux paramètres du circuit de commande (résistance de grille, capacités d'entrée de l'IGBT, amplitude de la tension de commande) influençant le comportement dynamique de l'IGBT. L'analyse des résultats est utilisée pour expliquer la nature des formes d'ondes aux bornes de l'IGBT lors des différentes phases de commutation. Une approche identique (simulation et expérience) nous permet ensuite d'expliquer l'influence de l'inductance parasite d'émetteur de l'IGBT (inductance commune au circuit puissance et au circuit commande) sur la variation du courant. Les effets de l'inductance parasite sont pris en compte et utilisés dans un montage améliorant les performances de commutation de l'interrupteur. Dans la dernière partie du travail , nous étudions l'influence des caractéristiques des diodes de puissance sur le fonctionnement de l'IGBT dans une structure hacheur série. Nous abordons notamment la mise en série des diodes avec pour objectif la diminution des contraintes aux bornes des composants

The carried out study shows in detail the operation of the IGBT component in a converter with an inductive load, taking into account the effects of the commutation cell. A computer simulation using the 'SABER' software validated by experimental measurements, allows us to emphasize the main parameters of the driving circuit (gate resistor, gate capacitor and gate voltage) which influence the dynamic behaviour. The results analysis is used to explain the IGBT current and voltage waveforms during the switching phases. Afterwards, a similar approach (simulation and experiments) allows us to explain the influence of the IGBT emitter ground wiring inductance ( common inductance for the power circuit and the driving circuit) on the current variation. The effects of the parasitic stray inductance are taken into account and used in a mounting improving the switching behaviour of the static switch. In the last part of the work, we study the influence of the power diodes features on the operation of the IGBT in a DC-DC converter. In particular, we study the serial mounting of the diodes, with the target of decreasing the IGBT constraints.