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Introduction à l'étude de la fiabilité des cellules de commutation à IGBT sous fortes contraintes

Vallon, Jérôme (2003) Introduction à l'étude de la fiabilité des cellules de commutation à IGBT sous fortes contraintes. (Introduction to the reliability study of IGBT PWM inverter cell under strong stress.)

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Abstract

L'étude de la fiabilité en électronique de puissance est un vaste problème impliquant l'interaction de contraintes multiples, d'imperfections physiques et technologiques des constituants, allant du cristal au circuit de puissance. En premier lieu, nous avons établi une méthodologie d'essais de fiabilité en nombre et en durée, visant à placer des cellules de commutation à modules IGBT en régime de fortes contraintes maîtrisées. Ensuite, une étude des mécanismes de défaillance de ces composants en situation de commutation nous a permis de concevoir un système de confinement efficace. Sur cette base, nous avons conçu et dimensionné un premier prototype de test, basé sur la méthode d'opposition entre deux cellules de commutation. Ce convertisseur a été validé expérimentalement et nous a permis de démarrer la première campagne d’essais sur un nombre restreint de composants (quatre modules IGBT). Les premiers résultats sont présentés dans ce mémoire. ABSTRACT : The reliability approach in power electronics is a complex problem including the coupling of current / voltage surges, physical and technological imperfections, from the die to the power circuit. First of all, we define a methodology based on the monitoring of a great number of components, during a long time campaign. Components are 600V-50A-20kHz IGBT-diodes modules working in PWM inverter cells owing to an original opposition method. An exhaustive study of cell-switching failure modes allowed us to design a suitable and efficient protection. Afterwards, a complete reliability test bench was carried out with electrical and thermal monitoring. A preliminary screening protocol was also applied. The first results are presented in this thesis.

Department:Laboratoire d'Electrotechnique et d'Electronique Industrielle - LEEI (Toulouse, France)
Directeur de thèse:Richardeau, Frédéric
Uncontrolled Keywords:Fiabilité – Dégradations – IGBT – Vieillissement - Electronique de puissance – Thermique - Méthode d’opposition – Caractérisation. KEYWORDS : Reliability – Degradations - IGBT – Ageing - Power electronics – Thermal - Opposition method - Characterization
Subjects:Electrical engineering > Energetics and transfer (systems and processes)
Deposited On:03 November 2004

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