Projet TAPIR

Les composants semi-conducteurs de puissance à grand gap sont intégrés dans un nombre toujours plus élevé d’applications (automobile, PV, avion plus électrique…). Pour une utilisation dans des conditions optimales, leur mise en œuvre nécessite toutefois leur intégration dans des modules de puissance respectant des critères très contraignants au niveaux électriques et thermiques.

Dans ce contexte, une technologie à forte densité de puissance est en cours de développement au sein de notre laboratoire. Elle repose sur l’intégration de cellules de commutations 3D refroidies à l’air forcé. Cette mise en œuvre permet un excellent compromis thermique/éléments parasites puisque l’on obtient des résistances thermiques jonction vers ambiant inférieures à 1 K/W conjointement à des inductances parasites inférieures à 1 nH. Cela situe cette technologie parmi les meilleures de l’état de l’art.

A ce stade, des convertisseurs à base de cellules de commutation basse tension (48 V) ont été modélisés, fabriqués et testés. Le projet TAPIR, financé par la région Auvergne-Rhône-Alpes, vise à adapter cette technologie pour monter en tension et proposer des méthodes de conception adaptées, notamment électriques et électromagnétiques, et réaliser un démonstrateur.  

Les travaux seront intégrés à un projet plus global de transfert technologique vers une future start-up issue du G2Elab. Des collaborations avec d’autres laboratoires nationaux sont également prévues sur le sujet via le projet ANR DESTINI.
 

Photos d’illustration :

Cellule de commutation élémentaire 48V (avec l’aimable autorisation de Schweizer Electronic AG).

Onduleur triphasé 48V-120A.

G2Elab : Yvan Avenas, Jean-Michel Guichon, Jean-Luc Schanen
 

Financement du projet : Région Auvergne-Rhône-Alpes (Pack Ambition Recherche).
Participation pour la gestion financière du projet, et l’établissement d’enseignement supérieur Grenoble-INP