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Auteur(s)
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François BERNOT : Ingénieur SUPELEC - Professeur des universités à l’École d’ingénieurs de Tour s
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les composants électroniques que nous étudions dans cette série d’ouvrages sont souvent considérés comme des interrupteurs parfaits. Mais il serait dommage de nous contenter d’une telle approche car quelques notions de physique du semi-conducteur nous permettront de mieux comprendre les mécanismes de commutation et surtout d’appréhender l’évolution rapide du domaine.
Les développements qui suivent sont basés sur des images simples et n’utilisent jamais de démonstrations de physique théorique. En se limitant à ces aspects élémentaires, les principes fondamentaux sont malgré tout présentés, même si leur justification complète est absente. Nous pourrons alors conclure sur l’évolution probable des semi-conducteurs de puissance, en justifiant concrètement nos propos.
Précisons que nous ne parlons pas des tubes électroniques, qui font désormais partie du passé, puisque seules quelques applications de puissance en radiofréquence en ont encore besoin.
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- Version courante de juin 2019 par Luong Viêt PHUNG
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5. Boîtiers et technologies intégrées
Ayant fait le tour des technologies disponibles en matière de composants de puissance, nous allons compléter cette étude par un rapide panorama des commandes et des boîtiers existants.
5.1 Circuits de commande intégrés (drivers)
Le succès industriel récent des convertisseurs de puissance est dû autant aux progrès sur le silicium, qu’à ceux sur les circuits de commande. Nous avons vu que l’énergie appelée par les composants à commande capacitive était très faible, ce qui a permis une intégration poussée des étages de commande rapprochée. Ces derniers comportent maintenant en plus de l’isolement galvanique, des fonctions de surveillance électrique et thermique de la section puissance.
La figure 43 décrit un produit commercialisé en technologie hybride. L’isolement galvanique y est réalisé avec des transformateurs haute fréquence (3 MHz). Il ne demande qu’une seule alimentation 15 V car il génère les autres en interne.
Dans ce driver intégré, une surveillance de la tension de saturation permet de détecter la mise en court-circuit d’un composant. Une logique de protection évite la mise en conduction simultanée des deux transistors d’un même bras. Il existe en version pour deux ou six transistors. La figure 44 présente le driver précédent avec son boîtier et sa résine de passivation.
HAUT DE PAGE5.2 Boîtiers
Les premiers boîtiers utilisés étaient issus des applications pour amplification analogique, peu sensibles aux inductances parasites. Nous reconnaissons sur la figure 45, la série des TO et des SO, ainsi que des ISO adaptés aux grandes puissances et capables de recevoir un pont complet.
Ces boîtiers, s’ils ne sont pas abandonnés, évoluent encore en vue d’une meilleure fiabilité et, comme nous l’avions évoqué, d’une réduction des inductances parasites. Mais la tendance actuelle est à l’intégration de la commande, associée à une simplification de l’assemblage. En effet, les convertisseurs de puissance commençant à franchir le stade du grand public, il devient vital de réduire leurs coûts...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - BOSE (B.K.) - Modern Power Electronics and AC drives - . 2001, Prentice Hall.
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(2) - BUHLER (H.) - Électronique de réglage et de commande - . 1990, Presses Polytechniques et Universitaires Romandes.
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(3) - BUHLER (H.) - Convertisseurs statiques - . 1991, Presses Polytechniques et Universitaires Romandes.
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(4) - BUHLER (H.) - Réglage de systèmes d’électronique de puissance - . 1999, Presses Polytechniques et Universitaires Romandes.
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(5) - DALMASSO (J.L.) - Cours d’électrotechnique. 1 : Machines tournantes à courants alternatifs, 1985. 2 : Traitement de l’énergie électrique (convertisseurs statiques) 1984. 3 : Electronique de puissance 1986 - , Belin.
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(6) - MILSANT (F.) - Problèmes d’électronique - . 1996, Ellipses.
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