Soutenance de thèse de Plinio BAU

Commande rapprochée ultra-rapide intégrée en technologie CMOS pour les transistors de puissance à semiconducteurs grand-gap


Titre anglais : CMOS Active Gate Driver for Closed-Loop dv/dt Control of Wide Bandgap Power Transistors
Ecole Doctorale : GEETS - Génie Electrique Electronique,Télécommunications et Santé : du système au nanosystème
Spécialité : Génie Electrique
Etablissement : Institut National Polytechnique de Toulouse
Unité de recherche : UMR 5213 - LAPLACE - Laboratoire PLAsma et Conversion d'Énergie


Cette soutenance a eu lieu jeudi 03 décembre 2020 à 10h00
Adresse de la soutenance : salle de thèse de l'ENSEEIHT 2 Rue Charles Camichel, 31000 Toulouse - salle salle de thèse

devant le jury composé de :
Nicolas ROUGER   Chargé de Recherche   Institut National Polytechnique de Toulouse   Directeur de thèse
Marc COUSINEAU   Maître de Conférences   INPT-Laplace-ENSEEIHT   CoDirecteur de thèse
Bernardo COGO   Ingénieur   IRT-SE   Co-encadrant de thèse
Frederic RICHARDEAU   Directeur de Recherche   INPT-Laplace-ENSEEIHT   Examinateur
Nadir IDIR   Professeur   Laboratoire L2EP - Université de Lille   Rapporteur
Bruno ALLARD   Professeur   laboratoire Ampère - INSA de Lyon   Rapporteur
François COSTA   Professeur   SATIE, ENS Cachan   Examinateur
Radoslava MITOVA   Ingénieure de recherche PhD   IR Schneider Electrics   Examinateur


Résumé de la thèse en français :  

Dans cette thèse, nous présentons une technique de contrôle actif de grille pour maitriser la vitesse de commutation de transistors de puissance à semiconducteur grand–gap (technologies SiC et GaN). Un circuit de commande rapprochée innovant, permet de ralentir la vitesse de commutation à l’amorçage du transistor de puissance, réduisant ainsi les perturbations CEM, sans pour autant impacter trop lourdement les pertes de commutation. La méthode proposée est implémentée dans deux circuits intégrés en technologie CMOS qui permettent d’obtenir des temps de réaction pour une boucle de rétroaction inférieurs à la nanoseconde. Avec de telles performances, il est montré expérimentalement qu’il est possible de contrôler des vitesses de commutation supérieures à 100 V/ns sous des tensions de 400 V.

 
Résumé de la thèse en anglais:  

The thesis is about an active gate control technique to control the switching speed of wide bandgap semiconductor power transistors. An innovative close-loop control circuit makes it possible to slow the switching speed during switch on transition of the power transistor, thereby reducing EMI disturbances, without however increase switching losses too heavily. The proposed method is implemented in two integrated circuits in CMOS technology which make it possible to obtain delay times for a feedback loop below the nanosecond. With such performances, it has been shown experimentally that it is possible to control switching speeds higher than 100 V/ns under voltages of 400 V.

Mots clés en français :commande rapproché,vitesse de commutation,composants grand gaps,dv/dt,Système bouclé,CEM (compatibilité électromagnétique)
Mots clés en anglais :   Active Gate Driver,switching speed,Wide Bandgap Semiconductor,dv/dt,closed-loop systems,EMI (electromagnetic interference)