Étude, conception et réalisation de circuits de commande d'IGBT de forte puissance-par Pierre LEFRANC Ingénieur Supélec-l'INSTITUT NATIONAL DES SCIENCES APPLIQUÉES DE LYON-THÈSE GRADE DE DOCTEUR ÉCOLE DOCTORALE : ÉLECTRONIQUE

 

THÈSE présentée devant l'INSTITUT NATIONAL DES SCIENCES APPLIQUÉES DE LYON pour obtenir LE GRADE DE DOCTEUR ÉCOLE DOCTORALE : ÉLECTRONIQUE

 ÉLECTROTECHNIQUE AUTOMATIQUE FORMATION DOCTORALE : GÉNIE ÉLECTRIQUE par Pierre LEFRANC 

Ingénieur Supélec Étude, conception et réalisation de circuits de commande d'IGBT de forte puissance

Introduction générale 

Depuis ses débuts en 1980, l’IGBT a pris une importance énorme pour arriver à l’heure actuelle à concurrencer tous les autres composants de puissance : bipolaire, MOSFET, GTO, ... Une large gamme de modules IGBT est actuellement disponible : de quelques dizaines d’Ampère à quelques kilo-Ampère et de 300V à 6500V. Dans les convertisseurs de puissance, les modules IGBT sont associés à une carte appelée "driver". Le driver a pour fonction de piloter son module IGBT associé et de garantir son intégrité en cas de défauts (surintensité et surtension). Le driver constitue un sous système au sein du convertisseur. Il devient aussi important que le module IGBT. L’enjeu est de taille car certains modules coûtent plus de 1000C l’unité. Le travail présenté dans ce mémoire a pour but d’étudier la conception et la réalisation d’une gamme de circuits de commande de modules IGBT (gamme de trois drivers). Ces drivers répondent à un besoin industriel et seront produits en moyenne série en technologie hybride (circuit imprimé et composants traditionnels). Le premier et second chapitre de ce mémoire constituent un état de l’art des modules IGBT et des drivers d’IGBT. Les différentes technologies de puces IGBT propres aux différents constructeurs sont exposées et expliquées afin de clarifier l’abondance de technologies de puces. Les fonctions de base des drivers d’IGBT sont exposées ainsi que les solutions technologiques classiques associées. Dans le troisième chapitre, une modélisation des puces IGBT est proposée afin d’étudier leurs commutations en vue de leur commande. On propose également de prendre en compte les effets inductifs dus au câblage dans les boîtiers des modules IGBT. Afin de finaliser la modélisation des puces IGBT, nous proposons l’étude du phénomène d’avalanche dynamique présent sur certaines technologies de puces à l’aide d’équations simples puis de simulations par éléments finis. Enfin, nous proposons l’analyse et la conception des fonctions élémentaires propres aux drivers d’IGBT. Des méthodes de conception, des simulations et des résultats expérimentaux sont proposés.

VER TESIS COMPLETA EN LINK ORIGINAL:

https://theses.insa-lyon.fr/publication/2005ISAL0097/these.pdf

CARREGADOR DE BATERIAS APLICAÇÃO EM VEÍCULOS ELÉTRICOS UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ CENTRO DE TECNOLOGIA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA-HERMINIO MIGUEL DE OLIVEIRA FILHO

 Oliveira Filho, H. M., “Conversor Estático de Três Estágios para Carregamento de Baterias a partir de Sistemas Eólicos”, Universidade Federal do Ceará – UFC, 2010, 165p. 

ABSTRACT

Este trabalho apresenta a análise, projeto, simulação e resultados experimentais de um conversor estático de três estágios para carregamento de baterias a partir de sistemas eólicos. A escolha da estrutura foi obtida através de uma breve revisão bibliográfica. O sistema utiliza um conversor boost em cascata com uma ponte de Graetz, que permite a implementaçao de um Sistema de Rastreamento do Ponto de Máxima Potência (Maximum Power Point Tracking - MPPT) e a redução da rotação da máquina numa situação de sobrecarga nas baterias. Um conversor buck é conectado em série com um conversor boost, para garantir um barramento de tensão constante entre as duas topologias. Com isso, consegue-se obter a extração de potência para todas as faixas de velocidade do vento disponíveis, além de um carregamento de baterias através dos métodos de carga convencionais. O projeto completo do carregador de baterias proposto, com os circuitos de potência, controle e supervisão são apresentados e desenvolvidos considerando um sistema com potência de 300W, com possibilidade de carregar um banco de baterias de 12V ou 24V. Resultados de simulação são apresentados para comprovar a existência dos pontos de máxima potência no gerador eólio-elétrico e verificar o comportamento dos conversores projetados. Por fim, são apresentados os resultados experimentais estáticos e dinâmicos do protótipo desenvolvido, necessários para validar a funcionalidade do estudo proposto.

VER TESE COMPLETA NO SEGUINTE ENLACE: 

http://www.gpec.ufc.br/trabalhos/Oliveira%20Filho%20-%202010.pdf

ANALISE DA PERFORMANCE DE INVERSORES SOLARES SUBMETIDOS A SURTOS ELÉTRICOS DESCARGAS ATMOSFÉRICAS-ENG. DOUGLAS LARA(CLAMPER)-Workshop ILSD BRAZIL 2025 – Dia Internacional da Segurança Contra os Efeitos Nocivos das Descargas Atmosféricas

 

ANALISE DA PERFORMANCE DE INVERSORES SOLARES SUBMETIDOS A SURTOS ELÉTRICOS DESCARGAS ATMOSFÉRICAS-ENG. DOUGLAS LARA(CLAMPER)-Workshop ILSD BRAZIL 2025 

 IEE – Instituto de Energia e Ambiente é um Instituto Especializado da Universidade de São Paulo e tem suas atividades baseadas na pesquisa, ensino e extensão universitária nos âmbitos da Energia e Ciências Ambientais.

A Study on the Application of a 3-Phase 4-Wire Zig-Zag Filter in a 100kW Electric Vehicle Fast Charger 100kW급 전기자동차 급속충전장치에서 3상 4선식 지그재그 필터의 적용에 관한 연구 Jin-Yong Bae

 A Study on the Application of a 3-Phase 4-Wire Zig-Zag Filter in a 100kW Electric Vehicle Fast Charger 100kW급 전기자동차 급속충전장치에서 3상 4선식 지그재그 필터의 적용에 관한 연구 Jin-Yong Bae 

 Abstract This study proposes a 3-phase 4-wire zigzag filter that is applicable to a 100 kW electric vehicle (EV) fast charger. The 30 kW class four power converter linked in parallel results in a current imbalance at the input terminal, leading to a sharp, unbalanced current at the neutral point of a 100 kW high-capacity rapid charging apparatus. Moreover, owing to increased harmonic noise, decreased power factor, increased reactive power, decreased active power, decreased efficiency, and electromagnetic wave generation, the unbalanced current at the neutral point is a primary cause of EV charger failures. This study proposes an ideal 3-phase 4-wire zigzag filter for a 100 kW EV fast charger and experimentally verifies that it lowers the neutral point unbalanced current, eliminating harmonics and reaching a peak efficiency of 95.632%.

VIEW FULL PAPER: http://journal.auric.kr/AURIC_OPEN_temp/RDOC/kiee01/kieet_202506_012.pdf

Integration of SiC Devices and High-Frequency Transformer for High-Power Renewable Energy Applications

 Integration of SiC Devices and High-Frequency Transformer for High-Power Renewable Energy Applications Weichong Yao 1 , Junwei Lu 1,*, Foad Taghizadeh 2 , Feifei Bai 1 and Andrew Seagar 1 1 School of Engineering and Built Environment, Griffith University, Brisbane, QLD 4111, Australia 2 School of Engineering, Macquarie University, Sydney, NSW 2109, Australia * Correspondence: j.lu@griffith.edu.au 

 Abstract: This paper presents a novel structure of Integrated SiC MOSFETs with a high-frequency transformer (I-SiC-HFT) for various high-power isolated DC–DC converters. Several resonant converters are considered for integration in this paper, including the phase-shift full-bridge (PSFB) converter, inductor–inductor–capacitor (LLC) resonant converter, bidirectional PSFB converter, and capacitor–inductor–inductor–capacitor (CLLC) resonant converter. The applications of I-SiC-HFT are focused on V2G EV battery charging systems, energy storage in DC and AC microgrids, and renewable energy systems. SiC devices, including MOSFETs, Schottky diodes, and MOSFET modules, are used in this novel structure of I-SiC-HFT. The high-frequency magnetic structure uses distributed ferrite cores to form a large central space to accommodate SiC devices. The optimized architecture of I-SiC-HFT and heatsink structure is proposed for thermal management of SiC devices. To prove the concept, a small-scale 1.5 kW prototype I-SiC-HFT is used to demonstrate the basic structure and various performance indicators through the FEM based electromagnetic simulation and DC–DC converter experiments.

VIEW FULL PAPER: https://www.mdpi.com/1996-1073/16/3/1538