[formation] Intégrer l’électronique de puissance « moderne » dans les systèmes

OBJECTIFS VISÉS :

• Disposer d’un état des lieux des composants en électronique de puissance et de la filière associée ;
• Connaître les contraintes de conception et de fabrication en électronique de puissance et les causes de défaillance ;
• Savoir identifier et sélectionner des composants de puissance à intégrer dans des systèmes ;
• Savoir définir de nouvelles architectures de convertisseurs pour réduire l’encombrement et améliorer l’efficacité.

Cette formation de 3 jours se déroule les 29, 30 et 31 janvier 2024, à Tours.

PROGRAMME :

PARTIE 1 | ETAT DES LIEUX DES COMPOSANTS & FILIERE EN ELECTRONIQUE DE PUISSANCE

1- Etat des lieux des composants actifs & passifs

• Les composants passifs
  Résistance, capacité, inductance, refroidissement, encapsulation.
  
• Les semi-conducteurs
  Qu’est-ce qu’un semi-conducteur ? / Bref rappel sur le Si et Ge / Les composants semi-conducteurs / Les grands gaps : SiC, GaN, Diamant… / Avantages et inconvénients des grands gaps)

2- Méthode de fabrication pour grand gap

• Étapes de fabrication d’un grand gap, ex SiC.
• Packaging de puissance & tendances.
• Les acteurs dans la filière.

3- Les marchés de l’électronique de puissance

• Taille du marché de l’électronique de puissance.
• Aéronautique : Convertisseur DC/DC.
• Automobile : Convertisseur AC/DC et DC/AC.
• Énergie : Convertisseur AC/AC.
• Grand public : alimentation à découpage.

4- Les nouvelles perspectives d’architectures

• ZVS & ZCS
  Problème pour le Si / Pour les grands gaps ?
• Les nouveaux composants en SiC et GaN.

PARTIE 2 | CONTRAINTES DE CONCEPTION ET DE FABRICATION, FIABILITE DES ALIMENTATIONS DE PUISSANCE

1- Contraintes sur les alimentations de puissance

• Bilan de puissance
• Interface mécanique & électrique
• Solutions de refroidissement
• Alimentation centralisée/décentralisée
• Distributions des tensions de sortie

2- 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.
• Critères de contrôle en relation avec les IPC.

3- Diagnostic des mécanismes de défaillance

• Comment casse un transistor de puissance ?
  Tension, courant, température, vieillissement.
• Causes de surtension, sur-courant et sur-t°
• Parades & fiabilisation
  Limitation des self de fuites, protection en courant analogique rapide, cross-conduction.

PARTIE 3 | L’INGENIERIE DE PUISSANCE

1- 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

2- Reverse ingénierie de modules

• Alimentation de PC
• Convertisseur DC/DC pour véhicule hybride
• Buck GaN

3- 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

1- 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)

2- Etude de cas complète sur la réalisation d’un convertisseur DC/DC résonnant LLC

• 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

FORMATEURS

La formation sera assurée en partenariat avec FRAMATECH, producteur de la formation, qui fournit ses ressources :

• Stéphane BIONDO | Docteur en science de l’ingénieur micro, nano et opto-électronique, il a démarré son parcours professionnel en intégrant 3 projets d’études : Projet Européen ayant pour but d’intégrer des capteurs à larges bandes interdites dans le milieu de la détection nucléaire dont le RJH de Cadarache ; L’utilisation du SiC comme capteur de particules betas. ; Optimisation du procédé de fabrication de composants HEMT à base AlGaN/GaN.En 2015, il décide de créer Magdala, société d’ingénierie composée d’experts développant des produits à forts potentiels technologiques. La société Magdala est basée sur un triptyque de compétences qui sont : La détection nucléaire ; L’énergie durable ; L’électronique de puissance.
• Michel JAMOT | Ingénieur en génie électrique, CUST (Polytech Clermont Ferrand) en 1987. Depuis 30 ans, Michel a évolué chez TECHNIPHONE, ENERSYS puis ELTA (filiale d’AREVA-TECHNICATOME) comme Resp. Dpt Électronique de Puissance. Il est expert dans le design d’alimentations, convertisseurs et de systèmes complexes de puissance (sous-marins, porte avion Charles de Gaulle, chaufferies nucléaires). Chez AIRBUS HELICOPTERS depuis 2011, il dirige les travaux sur l’hybridation électrique de la propulsion des aéronefs.
• Roland D’AUTHIER | Ingénieur électronique, Roland est Project Engineer / CEO de AXID SYSTEM, bureau d’études en électronique de puissance. Il bénéficie de 22 ans d’expérience dans la conception d’électronique de puissance innovante et de calculateurs dans le domaine de l’énergie dans les secteurs comme l’automobile, l’aérospatial, l’aéronautique, la défense, le photovoltaïque.
• Johan DELAINE | Docteur diplômé en génie électrique de l’Université Grenoble Alpes en 2014, il a effectué ses recherches postdoctorales au Laboratoire de génie électrique de Grenoble, axées sur les circuits électroniques de puissance et basés sur des dispositifs semi-conducteurs de puissance au nitrure de gallium (GaN). Il a ensuite travaillé comme ingénieur R&D au CEA LETI sur des systèmes industriels et applications spatiales. Il a rejoint la société Wise Integration à Meylan comme Ingénieur R&D sur le développement de composants en GaN, incluant le conditionnement de puissance et l’électronique de puissance.

CONDITIONS D’INSCRIPTION

Public visé : cette formation s’adresse aux directeurs et responsables techniques des bureaux d’études et des méthodes, aux responsables de fabrication et des services qualité électronique, aux chefs de projet industriels/produits, aux ingénieurs et techniciens concepteurs de produits électroniques, aux acheteurs électronique…

Pré-requis : la formation est dimensionnée pour un public disposant d’un niveau minimum de type BAC+2 en électronique et/ou électrotechnique et avec au moins 6 mois d’expérience professionnelle.

Tarif pour les 3 jours de formation.

La prise en charge de cette formation est possible par les Opérateurs de Compétences (OPCO). Attention au délai de traitement de la demande, qui peut prendre plusieurs semaines …. Renseignez-vous dès maintenant et inscrivez-vous au plus tôt !

Formation dimensionnée pour un public de 6 à 16 personnes maximum.