Recherche Avancée

Thèse soutenue

Effet du vieillissement par fatigue électrothermique sur la compatibilité électromagnétique des composants de puissance à base de SiC

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Auteur / Autrice : Chawki Douzi
Direction : Moncef Kadi, Jaleleddine Ben Hadj Slama
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Genie electrique
Date : Soutenance le 08/02/2019
Etablissement(s) : Normandie en cotutelle avec Université de Sousse (Tunisie)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale mathématiques, information et ingénierie des systèmes (Caen)
Partenaire(s) de recherche : Etablissement de préparation de la thèse : Université de Rouen Normandie (1966-....) - Ecole supérieure d'ingénieurs en génie électrique (Rouen) - Ecole Nationale d'Ingénieurs de Sousse (Tunisie)
Laboratoire : Institut de recherche en systèmes électroniques embarqués (Saint-Étienne-du-Rouvray, Seine-Maritime ; 2001-...)
Jury : Président / Présidente : Ali Douik
Examinateurs / Examinatrices : Fabien Ndagijimana, Ferid Kourda, Sonia Ben Dhia
Rapporteurs / Rapporteuses : Fabien Ndagijimana

Résumé

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Ce travail de recherche porte sur l’étude de l’effet du vieillissement par fatigue électrothermique sur la compatibilité électromagnétique des composants de puissance à base de carbure de silicium. Il est axé sur deux grandes parties ; une partie expérimentale et une autre plus orientée modélisation. Sur le plan expérimental, cette thèse étudie l’effet du vieillissement des transistors à base de carbure de silicium utilisés dans les convertisseurs statiques sur les perturbations électromagnétiques générées par ces convertisseurs. La deuxième partie porte sur la modélisation de ces transistors afin d’émuler l’effet de leur vieillissement sur les perturbations électromagnétiques des modules qu’ils composent. Cette dernière étape repose sur une étude de l’évolution des caractéristiques électriques statiques et dynamiques effectuées sur le composant sous test pour extraire les principaux paramètres intrinsèques du transistor de puissance dégradé après les séries de stress appliquées. En effet, ces paramètres intrinsèques dégradés émulent l’effet du vieillissement et sont représentatifs des principaux phénomènes pouvant influencer les convertisseurs de puissance étudiés. De ce fait, le changement de leurs valeurs dans le modèle du dit composant, décrit en VHDL-AMS et implémenté sur le simulateur de type circuit ANSYS SIMLORER, nous permet d’obtenir un modèle d’un tel composant après vieillissement. Cette étape a permis de valider la méthodologie développée pour la simulation des perturbations électromagnétiques conduites d’un composant sain dans un premier temps et d’un composant vieilli dans un second. Globalement, cette approche de modélisation innovante développée dans ce travail permet d’aider les concepteurs des convertisseurs statiques à prédire les perturbations électromagnétiques conduites avant et après vieillissement sans passer par la mesure et ses points faibles. Ceci apporte des informations complémentaires sur l’évolution des signatures CEM de tels modules durant sa durée de vie et d’estimer donc le risque lié au vieillissement des composants.