Apprenti·e Ingénieur·e Modélisation et Commande Convertisseur Dc - Dc Isolé 800V - 28V Fort Gain H/F Safran

Dans le cadre du projet, et en support au développement d'une architecture de conversion réseau 800 V / 28 V, il est envisagé de concevoir et développer un convertisseur de puissance à fort gain en tension, d'une plage de puissance comprise entre 1 kW et 10 kW, permettant l'adaptation d'un bus HVDC 800 V vers un réseau auxiliaire 28 V isolé.

L'augmentation de la densité de puissance des convertisseurs repose sur l'association de la commutation douce et de l'élévation des fréquences de découpage, rendue possible par l'utilisation de semi-conducteurs à large bande interdite (Wide Bandgap - WBG) tels que les GaN ou SiC. Ces technologies permettent des vitesses de commutation très élevées (jusqu'à 100 V/ns), tout en améliorant le rendement global du système.

Afin de répondre aux contraintes de haute tension d'entrée et d'optimisation de la densité de puissance, l'utilisation d'un convertisseur DC/DC résonant isolé intégrant une structure de type flying capacitor apparaît comme une solution pertinente. L'association de transistors en série permet de gérer un bus 800 VDC, tout en : réduisant le stress électrique sur les composants de puissance, limitant le rapport de transformation du convertisseur, facilitant l'obtention de la commutation douce (ZVS), optimisant l'architecture pour les applications HVDC aéronautiques.

Objectif de l'apprentissage :

Sur la base des travaux en cours et d'une revue de littérature scientifique, l'objectif de cette étude porte sur la modélisation, la simulation et la commande d'un convertisseur DC/DC résonant isolé à fort gain, intégrant des technologies GaN/SiC et adapté aux contraintes haute fréquence et aux exigences aéronautiques. Et ce sujet permet d'accompagner le candidat dans sa montée de compétence en électronique de puissance.

Les attentes de cette étude incluent :
- Une étude des architectures de convertisseurs résonants à fort gain
- L'analyse des performances du convertisseur
- L'investigation de stratégies de commande assurant :
o La stabilité sur large plage de tension d'entrée
o Le maintien du fonctionnement en ZVS hors point nominal
o L'analyse des effets des parasites haute fréquence

Travaux principaux prévues :

- Une étude des architectures de convertisseurs résonance à fort gain
- Etudier un modèle analytique large-signal du convertisseur résonant fort gain, valide sur une large plage de tension d'entrée.
- Etablir les modèle de simulation et la validation sous Plexim ou Simba (à définir) et Analyse de stabilité et maintien de la commutation doux.
- Dimensionnement des correcteurs et Préparation à l'implémentation sur microcontrôleur ou FPGA