Modeling and simulation of high speed semiconductors used in GaN and SiC power converters

Résumé

En considérant les avantages de l’augmentation de la fréquence de commutation, par exemple la réduction de la taille des composants passifs, l’utilisation de semi-conducteurs à large bande interdite (WBG) est une partie inévitable des nouvelles générations de convertisseurs de puissance. La conception d’un convertisseur de puissance opérant à ces fréquences élevées nécessite une modélisation précise des semi-conducteurs de puissance. Dans ce mémoire, suite à l’étude de l’état de l’art, une nouvelle approche est proposée pour modéliser et vérifier les performances de ces nouvelles générations de commutateurs à semi-conducteurs. Une nouvelle méthode mathématique a été proposée pour modéliser la dynamique de commutation. Par ailleurs, un circuit équivalent est proposé pour les diodes de puissance PiN, facilitant l’analyse du circuit. Enfin, un ensemble d’équations d’états a été dérivé pour simuler les transitoires de commutation en considérant l’impact des éléments parasites du circuit. Le principal avantage de cet ensemble d’équations est sa validité pendant toute la période de commutation. En d’autres termes, il n’est pas nécessaire de diviser les périodes transitoires de la commutation en segments et d’analyser le circuit dans chaque segment séparément. Les résultats de simulation sont présentés pour deux scénarios différents. La comparaison des résultats avec les fiches techniques des commutateurs montre des performances prometteuses avec la méthode proposée.

Date	16 nov. 2021
langue originale	Anglais américain
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Handy Fortin Blanchette (Directeur(-trice))