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Convertisseurs

Convertisseurs intégrés de puissance à semi-conducteurs

Les convertisseurs de puissance sont les dispositifs qui permettent de transformer l'énergie électrique pour commander les machines électriques. Ces dispositifs sont basés sur des structures intégrées à IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistors) dont un exemple  est présenté ci-dessous en boitier ouvert d'un module onduleur triphasé 200A-600V. Un schéma de l'assemblage de puissance et du packaging y est également visible.

Module convertisseur intégré à IGBT                      

(boitier ouvert 200A-600V)

 

Pour les applications de traction, les calibres en courant peuvent aller de 200A à 1200A en parallélisant les puces actives d'IGBT et tenir des tensions de 600V à 6500V. Comme on peut le voir, la gamme moyenne et forte puissance nécessite la mise en parallèle de nombreuses puces au sein d'un même boîtier à l'aide de fils de bonding. Généralement, les puces sont brasées sur un DCB (Direct Copper Bonding) constitué d'une céramique isolante (AlN ou Al2O3) sur laquelle des couches minces de cuivre sont accrochées de part et d'autre. Ce substrat est lui-même brasé sur une semelle généralement en cuivre, parfois en AlSiC. L'ensemble est recouvert d'un gel silicone pour sa protection. Ce dernier permet d'éviter l'oxydation en limitant la diffusion d'oxygène et d'autres éléments vers la structure et d'apporter par ailleurs une passivation supplémentaire pour la tenue en tension.

Schémas d'assemblage module électronique de puissance