Comment intégrer l’électronique de puissance « moderne » dans les système
Comment intégrer l’électronique de puissance « moderne » dans les systèmes ?
Dans un contexte d‘économie d’énergie de plus en plus marqué, l’électronique de puissance est attendue pour réaliser des économies d’échelle, quelles que soient les applications envisagées.
La mise à disposition récente sur le marché de nouveaux composants SiC et GaN/Si est une vraie révolution pour l’électronique de puissance, permettant d’envisager la réalisation de convertisseurs de puissances à découpages fonctionnant à haute fréquence donc beaucoup compactes, efficaces et moins chers que leurs équivalents en silicium.
- Dans un 1er temps, cette formation apporte un état des lieux des composants passifs et actifs, des coûts associés et des marchés associés comme l’aéronautique, l’automobile, l’énergie et les marchés à venir « consumers ».
- Dans un 2ème temps, cette formation décrit la mise en œuvre de l’électronique de puissance pour le développement de convertisseurs en termes de design, de topologie et d’intégration dans un système.
Public concerné : Les Directeurs et Responsables techniques, des bureaux d’études et des méthodes, les responsables de fabrication et des services qualité électronique. Tous les chefs de projet industriels/produits, les ingénieurs et techniciens concepteurs de produits/processus électroniques, acheteur électronique…
- Disposer de l’état de l’art des types de composants actifs en l’électronique de puissance, feuille de route
- Savoir définir les nouvelles architectures de convertisseurs pour réduire l’encombrement et améliorer l’efficacité
- Savoir intégrer les composants sur le système (design, CEM, normes,…)
Prérequis : Connaissances de base en électronique et électrotechnique
Méthodes pédagogiques mobilisées : Chaque dossier précise les moyens & outils pédagogiques mobilisés pour assurera l’acquisition des connaissances par les participants (exercices d’applications, cas pratiques, manipulation de softs, QCM, illustrations de propos sur des matériels mis à disposition,…)
PARTIE 1 | ETAT DES LIEUX DES COMPOSANTS & FILIERE EN ELECTRONIQUE DE PUISSANCE
Introduction aux grands enjeux
- Etat des lieux des composants actifs & passifs
- Les familles de composants (Si, SiC, GaN) : avantages, inconvénients
- Feuille de route des composants en fonction des puissances (Faible puissance : du W au kW, Forte puissance : de 10 kW au MW)
- Les grandes étapes de fabrication
- Les coûts associés
- Les acteurs dans la filière
- Les boitiers & nouvelles tendances (puce enfouie dans le PCB, boitier sans « fils », Power Chip on Chip, Power System on Chip…)
Enjeux des applications & spécificités en électronique de puissance selon les marchés
- Aéronautique : Convertisseurs DC/DC embarqués
- Automobile : Chargeurs de véhicules électriques & onduleurs de moteurs électriques
- Energie : Onduleurs/convertisseurs AC/DC solaires
- Consumers : Chargeurs AC/DC de batterie d’équipements électroniques (ordi,smartphone, …)
Les nouvelles perspectives d’architectures
- Les nouvelles topologies ZVS, ZCS …
- Avantages & inconvénients
- Intégration hybride et monolithique : «smart power»
PARTIE 2| CONTRAINTES DE CONCEPTION ET DE FABRICATION, FIABILITE DES ALIMENTATIONS DE PUISSANCE
- Contraintes sur les alimentations de puissance
- Bilan de puissance
- Interface mécanique & électrique
- Solutions de refroidissement
- Alimentation centralisée/décentralisée
- Distributions des tensions de sortie
Contraintes de fabrication
- Conception des PCB adapté aux composants de puissance (rappel des principes de la fabrication d’un PCB, détail de conception des couches externe et vis enterrés autour des composants avec « exposed pads »)
- Contraintes à l’assemblage des composants (câblage des cartes ayant une mixité de tailles de composants (ex : ouverture et écrans multi auteur)
- Moyens de contrôle (ex : rayons X)
- Critères de contrôle en relation avec les IPC (ex : taux de voids)
Mécanismes de défaillance et modèles de fiabilité prévisionnelle
- Mécanismes de défaillance des transistors Sic et Gan
- Lois de physiques de défaillance associées (Arrhenius, Coffin-Manson, …)
- Modèles de fiabilité prévisionnelle
- Application sur un profil opérationnel
PARTIE 3 | L’INGENIERIE DE PUISSANCE
Les datasheets de composants de puissance (atelier de décryptage)
- Datasheet de transistor de puissance
- Datasheet de condensateur et compréhension des technologies en fonction des fréquences de switching (polypropylène, électrochimique,…)
- Datasheet de self
Reverse ingénierie (atelier) de modules
- Alimentation de PC
- Convertisseur DCDC pour véhicule hybride
- Buck GaN
Contraintes de puissance
- Boîtiers de transistor (minuscules GaN , SiC, D2PAck, TO247, modules …) et calculs thermiques
- Rappel des topologies de base (buck, boost, onduleur, DAB, …)
PARTIE 4 |INTEGRATION DE L’ELECTRONIQUE DE PUISSANCE DANS LES SYSTEMES
Inventaire des enjeux
- Challenge du design des PCB de puissance (forts courants, fortes tensions, diélectriques élevés, clearance, creepage, extraire les calories de petits packages, CEM, …)
- Comparaison des topologies à commutation « dure » et commutation « douce »
- Spécificités de la CEM en électronique de puissance, étude du cas d’un onduleur de datacenters de plusieurs kW embarquant 3 convertisseurs (AC-DC, DC-DC, DC-AC)
- Introduction rapide aux normes applicables aux convertisseurs de puissance (sécurité, performance, CEM, environnement)
Etude de cas complète sur la réalisation d’un convertisseur DC-DC résonnant LLC (isolé, commutation douce, fréquence élevée, rendement >98%)
- Explication du fonctionnement de cette topologie « moderne »
- Les étapes de dimensionnement (selfs, transistors, condensateurs, transformateur)
- La fréquence de switching (possible jusqu’à 1MHz !)
- Détails de routage
- La cellule de commutation optimale, inductances parasites en HF
- …
Tarif : 2660 euros HT
- Les frais d’inscription comprennent les déjeuners, les pauses, la documentation.
- Une remise est accordée dès la 2ème inscription pour la même société (nous consulter).
Conditions d’inscription : Le dossier complet, y compris le bulletin d’inscription, est disponible sur simple demande (sans engagement) :
- sur la page de téléchargement du dossier en cochant la formation souhaitée
- par tél au 04 91 95 55 70
- par mail à contact [at] framatech.fr
Un dossier de participant, contenant les informations pratiques, le plan d’accès, les possibilités d’hébergement, vous sera transmis dès réception de la convention de formation retournée signée.
Toutes nos formations sont éligibles au titre de la formation professionnelle.
- Renseignez-vous auprès de votre OPCO (Opérateur de compétences)
Organisme de formation agréé n° 93 131336313
Ingénieur d’études électroniques, CONTINENTAL – Très bonne compétences et vulgarisation des intervenants. Leur complémentarité a permis de bien aborder l’ensemble des enjeux technologiques et leur mise en oeuvre industrielle.
Power Converter Team Manager, SKF – La présentation des conditions de fabrication des wafers en SiC, GaN est un atout pour comprendre leur intégration dans un système. De nombreux cas concrets rendent la formation claire et utiles pour les projets intégrant l’électronique de puissance.
