Le transistor MOSFET en commutation : application aux associations série et parallèle de composants à grille isolée

Study of MOSFET switching behavior : application to series and parallel association of insulated gate components

• Auteur / Autrice : Pierre-Olivier Jeannin
• Direction : Robert Perret, Jean-Luc Schanen
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie électrique
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Grenoble INPG
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal (Grenoble199.-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'électrotechnique (Grenoble1980-2006)
• Jury : Président / Présidente : Jean Jalade
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : José Saiz
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Gérard Rojat, François Costa

Mots clés

Mots clés contrôlés

Transistors MOSFET

Mots clés libres

Mosfet

Igbt

Diode pin

Mise en série

Mise en parallèle

Cellule de commutation

Modélisation

Résumé

L'augmentation des puissances commutées en électronique de puissance passe par l'association de composants élémentaires en série et en parallèle. Cette association se retrouve à différentes échelles : au sein des modules du commerce ou au niveau de l'association de modules dans un convertisseur statique. Les travaux dans ce domaine ne sont pas nouveaux, puisque de nombreux problèmes nuisant à l'association série ou parallèle ont été rencontrés dans le passé. Le but de cette thèse n'est pas de redécouvrir ces problèmes, ni leurs solutions, mais plutôt, par une étude systématique de la commutation, de mieux comprendre les phénomènes intervenant dans une association de composants à grille isolée. L'originalité de cette étude est qu'elle s'intéresse aux semiconducteurs dans leur environnement. Des règles ont ainsi pu être dégagées permettant une meilleure répartition des contraintes électriques entre les composants. Pour la mise en parallèle, le rôle du câblage a été mis en évidence, et pour la mise en série, un circuit d'équilibrage actif a été proposé, se basant sur les acteurs principaux de la commutation

The association between several components is one of the key point to increase the power level in power electronics. This problem is encountered either inside the modules - between aIl elementary chips-, or during the converter manufacturing, when power modules are connected together. The aim of this work is not to study again aIl problems encountered in the past, but to carry an extensive analysis on series and paraIlel association of insulated gate components. This begins with a generic approach of the switching ccli, including semiconductors, driver and aIl stray components. Design mIes have therefore been proposed, in order to improve the balancing of electrical constraints, between aIl semiconductors. For parallel association, the major role of cabling has been underlined. For series association an active clamping circuit has been proposed, based on the knowledge about switching phenomena