Formation « Intégrer l’électronique de puissance « moderne » dans les systèmes »

OBJECTIFS VISÉS :

• Disposer de l’état de l’art des types de composants en électronique de puissance ;
• Savoir définir les nouvelles architectures de convertisseurs pour réduire l’encombrement et améliorer l’efficacité ;
• Savoir intégrer les composants dans les systèmes (design, CEM, normes…).

Cette formation de 3 jours se déroule les 22, 23 et 24juin 2021.

PROGRAMME :

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

1- Introduction aux grands enjeux

2- 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…)

3- 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 (ordinateurs, smartphone…)

4- 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

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 (ex : rayons X)
• Critères de contrôle en relation avec les IPC (ex : taux de voids)

3- 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

1- Les datasheets de composants de puissance

• 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

FORMATEUR

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

• Intervenant 1 :
  Docteur en génie électrique, il a démarré son parcours professionnel chez ATMEL où il a développé son expertise en composants de puissance spécifiques avant de devenir Responsable Industrialisation& Qualification. Par la suite, il a rejoint le CEA-LETI en tant que Directeur Marketing technologique en électronique de puissance avec le pilotage de l’activité GaN/Si. Depuis, il a créé sa propre entreprise visant à fabriquer des modules de puissance miniaturisés.
• Intervenant 2 :
  Diplômé du Master Microélectronique de l’Université de Toulon, il réalise sa carrière au sein d’une PME de conception & fabricants d’équipements pour le secteur de la microélectronique. Depuis plus de 10 ans, il est responsable de la division « wafers &components », en charge de la fabrication des composants en Si et SiC.
• Intervenant 3 :
  Ingénieur en Génie Electrique – Electronique à l’INSA de Lyon, il a réalisé toute sa carrière chez THALES AVIONICS comme Responsable « Design Authority » en fiabilité des systèmes électroniques. Il a assuré la fiabilité prévisionnelle & opérationnelle, les essais accélérés des cartes électroniques embarquées dans le secteur aéronautique et a ainsi étudié les contraintes en industrialisation des SiC.
• Intervenant 4 :
  Ingénieur électronique, il est Project Engineer, CEO d’un 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, l’automobile, l’aérospatial, l’aéronautique, la défense, le photovoltaïque.

CONDITIONS D’INSCRIPTION

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 !