Electronique de Puissance

"L'ÉlectroNique de PUissance" (ENPU) est un thème central du laboratoire GeePs car il est à la croisée des chemins. Chaque système électrique a en effet besoin d’être alimenté par une batterie, ou le secteur. Dès lors, une composante de gestion d’énergie intervient, pour les systèmes embarqués pour améliorer l’intégration de nouvelles sources d’énergie ou pour limiter la consommation des appareils. Ainsi, de nombreuses alimentations existent, et avec la recrudescence de la consommation d’énergie, toujours plus de puissance, moins de volume, plus de fiabilité. Cette thématique du laboratoire fût la force de Supélec et du LGEP avec de nombreuses innovations par le passé. On pourrait alors croire que tout a déjà été découvert par le passé, tant l’électronique de puissance a une dimension historique, mais de nouvelles contraintes apparaissent, avec de nouveaux composants à intégrer pour améliorer les performances. Le progrès scientifique et technique est indispensable pour limiter les pertes énergétiques et des progrès d’envergure émergent pour fonder le monde de demain. Le thème ENPU s’est forgé un nom à travers les architectures et réalisation de convertisseurs, à travers le développement de composants magnétiques, et s’ouvre à l’étude de fiabilité de semi-conducteurs grands gaps.

Activités de recherche

 De nombreuses thèses sont ainsi initiées au travers des axes suivants :

• Axe 1: Intégration de l’électronique de puissance au sein d’un système:
  • Intégration de composants GaN/SiC pour les chargeurs de batterie, pour l’industrie automobiles, aéronautiques et industriels
  • Architecture des convertisseurs pour l’amélioration du rendement et du volume, en prenant en compte les spécificités d’un cahier des charges
  • Conception de nouveaux composants magnétiques et d’outils de mesures
• Axe 2: Nouvelles architectures de conversion multicellulaires
• Axe 3: Analyse de fiabilité des composants semi-conducteurs de puissance grands gaps

Plateformes et expertises

• • Plateforme paramagéntique pour le transfert d’énergie sans contact et l’étude de la Compatibilité Electromagnétique
  • Plateforme alimentation stabilisée 10kW (1200V-8A) et plusieurs autres plateformes à plus petites puissances
  • Plateforme mesures thermiques pour pertes en commutation dans les transistors
  • Plateforme double pulses (en cours): caractérisation de semi-conducteurs grands gaps avec alimentation (40V-8A)
  • Banc caractérisation matériaux magnétiques
  • Plateforme test MMC, simulateur en temps réel Cryostat pour la caractérisation de semi-conducteurs
  • Plateforme caractérisation (AFM résiscope, microRaman, DLTS, mesures I-V, C-V, photoluminescence, simulation TCAD Sentaurus ...
  • Plateforme de réalisation de PCB, avec circuit double face, circuits magnétiques et conducteurs,
  • Plateforme de mesures électriques : Sourcemètres mais aussi voltmètre, ampèremètre, LCR meter, multimètres, … etc

Expertise

Etudes de circuit électroniques pour la conversion d’énergie électrique, études des semi-conducteurs de puissance ainsi que de sa commande et sa régulation, études de composants magnétiques avec outils de simulation et de mesure, analyse de fiabilité des semi-conducteurs.