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Convertisseur VHF régulé en tension intégrant des composants passifs innovants

Défi technologique : Efficacité énergétique pour bâtiments intelligents, mobilité électrique et procédés industriels (en savoir +)

Département : Département Systèmes (LETI)

Laboratoire : Laboratoire Electronique Energie et Puissance

Date de début : 01-09-2022

Localisation : Grenoble

Code CEA : SL-DRT-22-0658

Contact : sebastien.carcouet@cea.fr

L'objectif de la thèse est de développer un convertisseur très haute fréquence (>10 MHz) régulé en tension exploitant des composants passifs innovants. La montée en fréquence permet notamment l'utilisation de composants passifs plus petits en valeur, en taille et en poids. En effet, plus la fréquence est élevée, moindre est l'énergie stockée et échangée par cycle, moindre est le volume de l'inductance et/ou de la capacité et plus la densité de puissance du convertisseur est élevée. Par ailleurs, une fréquence de commutation élevée permet une réponse plus rapide convertisseur aux changements de condition de fonctionnement (temps de réponse plus court). Cependant, lorsque les convertisseurs opèrent à plus de 10MHz, les structures utilisées communément, mêmes les structures résonnantes classiques, ne sont plus adaptées, même via un pilotage à zéro de tension (ZVS : Zéro Voltage Switching). C'est la raison pour laquelle, une nouvelle topologie d'onduleur, en rupture avec les topologies à cellule de commutation (ex : le bras d'onduleur), est envisagée. L'objectif de la thèse est de rendre les structures VHF exploitables pour des usages courants, en rendant le convertisseur complètement contrôlable : suivi automatique de la fréquence, du ZVS et régulation de la tension de sortie à la valeur souhaitée. Par ailleurs, nous visons à réduire, voir supprimer, les inductances restantes pour gagner en compacité et CEM. Nous explorerons aussi les aspects d'isolation galvanique.

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