Intégration de l'alimentation de la commande rapprochée d'un interrupteur de puissance à potentiel flottant - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2005

Integration of the gate driver power supply of the high-side power switch

Intégration de l'alimentation de la commande rapprochée d'un interrupteur de puissance à potentiel flottant

Résumé

Power converters are nowadays growingly used for mass consumption product applications. This market being strongly competitive, industrial major efforts are directed at reducing costs and increasing the converter reliability. The power converter integration is a mean to answer those constraints. The main topic of this PhD thesis deals with the monolithic integration of the functionalities with the power semiconductors, and in particular the integration of the gate driver power supply.
Two distinct and complementary topologies have been developed and could be integrated. Design methods taking into account the technical constraints of vertical structure semiconductors are presented.
The first topology with two MOSFET components has been studied through simulation and experimental results have been obtained with discrete and integrated components.
The second is composed of both a MOSFET and JFET components. The latter has been presented and studied quasi-exclusively by simulation.
Several prototypes were designed and fabricated so as to validate the concept, the design steps, the operating principles and the integration of the gate driver power supply functionality.
Les structures de conversion d'énergie trouvent de plus en plus leur place dans des produits grand public. Ce marché étant fortement concurrentiel, les efforts des industriels sont concentrés sur la réduction de leurs coûts et l'augmentation de leur fiabilité. Un moyen pour répondre à ces contraintes est l'intégration des structures de conversion d'énergie. Ce mémoire de thèse traite le sujet de l'intégration monolithique des fonctionnalités autour des interrupteurs semi-conducteurs de puissance. L'étude est plus particulièrement portée sur l'intégration de l'alimentation de la commande rapprochée. Deux solutions techniques, distinctes et complémentaires, toutes les deux intégrables, ont été développées. Des méthodes de dimensionnement et de conception sont présentées, tenant compte des conditions et des contraintes technologiques propres aux composants de puissance à structure verticale. La première solution contenant deux composants MOSFETs a été étudiée sur la base de simulations et de réalisations expérimentales. Cette solution a été testée avec des composants discrets et avec les composants réalisés. La seconde solution contient un MOSFET et un JFET. Cette dernière a été présentée et étudiée quasi exclusivement à base de travaux de simulations. Plusieurs "familles" de prototypes ont été conçues, dimensionnées et réalisées avec pour objectif de valider le concept, la démarche de conception, les principes de fonctionnement et "l'intégrabilité" d'une fonction d'auto-alimentation.
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Dates et versions

tel-00011937 , version 1 (13-03-2006)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00011937 , version 1

Citer

Radoslava Mitova. Intégration de l'alimentation de la commande rapprochée d'un interrupteur de puissance à potentiel flottant. Autre. Institut National Polytechnique de Grenoble - INPG, 2005. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00011937⟩

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