Étude et simulation des phénomènes CEM dans les modules de puissance SiC/GaN haute fréquence
Direction Mobilité et Systèmes

IFP Energies nouvelles (IFPEN) est un acteur majeur de la recherche et de la formation dans les domaines de l’énergie, du transport et de l’environnement. De la recherche à l’industrie, l’innovation technologique est au cœur de son action, articulée autour de quatre priorités stratégiques : CLIMAT, ENVIRONNEMENT ET ÉCONOMIE CIRCULAIRE, ÉNERGIES RENOUVELABLES, MOBILITÉ DURABLE et HYDROCARBURES RESPONSABLES.

L’engagement d’IFPEN en faveur d’un mix énergétique durable se traduit par des actions visant :

• à gagner en efficacité énergétique ;
• à réduire les émissions de CO2 et de polluants ;
• à améliorer l’empreinte environnementale de l’industrie et des transports ;

tout en répondant à la demande mondiale en mobilité, en énergie et en produits pour la chimie.

Dans cet objectif, IFPEN développe des solutions permettant, d’une part, d’utiliser des sources d’énergie alternatives et, d’autre part, d’améliorer les technologies existantes liées à l’exploitation des énergies fossiles.

Étude et simulation des phénomènes CEM dans les modules de puissance SiC/GaN haute fréquence

Avec le développement des composants de puissance à base de matériaux à large bande interdite « WBG », tels que le SiC et le GaN, le domaine de l’électronique de puissance connaît une révolution technologique. Leur intégration permet la conception de convertisseurs plus compacts fonctionnant sous des contraintes de température, de fréquence et de puissance plus élevées.

Cependant, ces composants créent de nouvelles contraintes en compatibilité électromagnétique (CEM), en raison des conditions de haute fréquence de commutation et fortes valeurs de dv/dt nettement supérieures à celles observées avec les composants conventionnels en silicium (Si). La prise en compte de ces contraintes dès la phase de conception des convertisseurs, via l’estimation des perturbations électromagnétiques conduites et rayonnées par simulation, peut permettre d’importants gains de temps et de coûts en réduisant les phases d’essais.

Ce stage a pour objectif de mieux comprendre le comportement électromagnétique des composants SiC/GaN et à proposer des outils de modélisation et de simulation contribuant à la conception de convertisseurs de puissance plus performants et conformes aux exigences CEM.

Missions :

• Réaliser une étude bibliographique des problèmes CEM dans les composants WBG et dans les systèmes électroniques de puissance à base de SiC/GaN
• Modéliser du phénomène CEM dans les composants de puissance à base WBG.
• Vérification et validation des modèles par simulation
• Rédiger un rapport de stage synthétique et détaillé.

Perspectives :

Ce stage pourra déboucher sur un projet thèse visant à approfondir l’expérimentation et la modélisation des phénomène CEM dans les convertisseurs de puissance à base WBG.

Profil recherché :

Étudiants d’écoles d’ingénieurs ou Master 2 en génie électrique / électronique de puissance.

• Maîtrise des outils de simulation (Matlab/Simulink, LTspice...).
• Notion en CEM et traitement de signal appréciées
• Notions en semi-conducteurs grand gap (GaN, SiC)
• Dynamique, force de proposition et capable de travailler en équipe

Mots-clefs : Électronique de puissance, Compatibilité électromagnétique, CEM, WBG, SiC, GaN