Abstract : In the context of the predetermination of switching losses and EMC (ElectroMagnetic .Compatibllity) performances of static converters during their technological design in Power Electronics, this thesis deals with accurate modelling of the switching cell MOSFET-PIN Diode. In this study three aspects having significant influences on the wave forms of commutations as weIl of the power part as that of command are treated: i) the interconnections and the parasitic elements related to the geometrical implementation and the choice ofthe technology ofrealisation of static inverter ii) the dynamics of charges in the central zone of bipolar semiconductors devices (here a pin diode) which is of distributed nature Hi) the non-lînear stray capacitances of MüSFET particularly the input and Miller capacitance being dominant during comm~tation The model of switching cell is validated by comparing the simulations and measurements on the prototype built for this purpose. It was s~own that the d~.main of yalidity of the model is much broader compared to the existing models: the model is relatively ro.bust against the changes of the conditions of the circuit surrounding the semiconductor components and the variations ofoperating point. The purpose of applications presented in the last chapter is to show at frrst the importance of the parasitic environment of the semiconductors in pre~ise modelling of static converters and then the possibility of making compatible the switching cell model to the more complex cases (several switches in parallel). Related prototypes are realised for each application and mea~urementresults are discussed.
Résumé : Dans le contexte de la prédétermination des pertes ,par commutation et des perforrnanc CEM (Comptabilité ElectroMagnétique) des convertisseurs statiques d'Electronique de Puissance lors de la phase de conception technologique, cette thèse est consacrée à l'élaboration d'un modèle précis de la cellule de commutation MOSFET-Diode pin. Dans ce~e étude trois aspects ayant d'importantes influences sur les formes d'ondes temporelles des commutations aussi biencle la partie puissance que celle de cornritande sont traitées: 1 i) Les interconnexions et des éléments parasites li~es à rimplantation géométrique et au choix de la technologie de réalisation des convertisseurs statiques ii) La dynamique des charges dans la base large des composants bipolaires semiconducteurs (ici la diode pin) qui est de nature distribuée Hi) Les capacités non-linéaires parasites de MOSFET et en particulier la capacité d'entrée et Miller intervenant lors de commutation Le modèle de cellule de commutation est validé en comparant les simulations effectuées avec les mesures sur le prototype réalisé à cette fin. Il a été montré que le domaine de validité du modèle est beaucoup plus large par rapport aux modèles existants:. le modèle est relativement robuste devant les changements des conditions de circuit environnant des composants semiconducteurs et les variations du point de fonctionnement. Des applications réelles présentées au dernier chapitre ont pour but de montrer d'une part l'importance de l'environnement parasite des semiconducteurs dans la modélisation, fme des convertisseurs statiques et d'autre part la possibilité de rendre compatible le modèle aux cas plus complexes (plusieurs interrupteurs en parallèle).