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ISSOID, leader des solutions de semi-conducteurs pour applications hautes températures et temps de vie étendu, annonce la livraison de ses premiers prototypes de Modules de Puissance Intelligents triphasés à base de MOSFET SiC 1200V/100A à Thales Avionics Electrical Systems. Ce module, développé avec le soutien de Clean Sky, va contribuer à l’augmentation de la densité des convertisseurs de puissance, avec des gains de poids et de taille, pour la génération de puissance et les actuateurs électromécaniques pour l’Avion Plus Electrique. Ce module de puissance intelligent offre une intégration optimale du gate driver avec les transistors de puissance afin de profiter complètement de l’intérêt des dispositifs en Carbure de Silicium (SiC : Silicon Carbide), c’est-àdire de pertes de commutation réduite et d’un fonctionnement à haute température. S’appuyant sur le gate driver isolé HADES2® qui incorpore plusieurs années de développement dans le contrôle de transistors SiC, il combine des technologies avancées d’encapsulation permettant un fonctionnement fiable des modules de puissance dans des environnements extrêmes.

La topologie de la partie haute puissance est un onduleur triphasé avec chacun des 6 interrupteurs intégrant un transistor MOSFET SiC 100A et une diode de roue libre de type Schottky. Ces dispositifs ont une tension de blocage de 1200V, ce qui offre suffisamment de marge pour supporter les surtensions sur un bus aéronautique 540VDC, et peut facilement être étendu vers des dispositifs SiC 1700V/150A.

Une attention spéciale a été portée aux aspects thermiques lors de la conception du module. Tout d’abord, tous les matériaux ont été sélectionnés pour permettre un fonctionnement fiable à des températures de jonction élevées, jusque 200°C en continu avec des pointes à 225°C, afin de réduire les besoins en refroidissement. Cette sélection de matériaux rend également possible des températures de semelle élevées, jusque 150°C.

Enfin, ce module est basé sur des matériaux haute performance tel que des semelles en AlSiC, des substrats en AlN ou du frittage à l’argent afin d’offrir un appariement des coefficients de dilatation thermique presque idéal avec le SiC et une robustesse aux cycles thermiques passifs. Le co-design du gate driver avec le module de puissance dans un module de puissance intelligent a permis à CISSOID d’optimiser le circuit de gate driver en prenant en compte les inductances parasites et si nécessaire en les minimisant, ce qui permet de commuter les transistors SiC plus vite et de réduire ainsi les pertes de commutation. Un module de puissance intelligent offre une solution clé en main aux concepteurs en électronique de puissance qui économisent du temps pour la conception de la carte gate driver, particulièrement délicate pour le pilotage de transistors SiC. Ils peuvent ainsi se consacrer à la conception de convertisseurs de puissance haute densité en tirant tous les avantages du SiC.

« Ce fût un réel plaisir de travailler avec CISSOID dans le cadre de ce programme Clean Sky. Ils ont montré une grande flexibilité en proposant des solutions répondant aux besoins des prochaines générations de convertisseurs haute densité pour l’Avion Plus Electrique » a déclaré Taoufik Bensalah, Power Converter Design Team Manager chez Thales Avionics. « Nous sommes très heureux de notre collaboration fructueuse avec Thales et les discussions ouvertes que nous avons avec eux sur la spécification du module. Nous remercions également Clean Sky pour rendre possible cette collaboration qui est un bon exemple de l’expertise combinée de CISSOID en termes d’encapsulation et de conception de circuit. Ce projet fut également l’opportunité de renforcer notre collaboration avec la plateforme PRIMES à Tarbes qui abrite l’équipe assemblage de CISSOID.

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