Présentation

L’objectif de cette thèse est de concevoir et de développer un chargeur embarqué (OBC) reposant sur une architecture innovante, permettant d’améliorer significativement la densité de puissance tout en réduisant les coûts par rapport aux solutions actuellement disponibles sur le marché.

Pour atteindre ces objectifs, les travaux s’appuieront sur l’étude et la mise en œuvre d’une topologie mono-étage (single-stage) , de type matriciel ou équivalente, intégrant des composants GaN bidirectionnels (GaN BDS) . Une attention particulière sera portée à la conception de stratégies de commande avancées, capables de garantir des conditions de commutation douce de type ZVS et ZCS. Ces stratégies visent à limiter les pertes de commutation et à rendre possible une montée en fréquence du convertisseur.

L’augmentation de la fréquence de commutation constitue en effet un levier clé pour la réduction de l’encombrement des éléments passifs, notamment les filtres et le transformateur, contribuant ainsi à l’amélioration de la compacité et de la densité de puissance globale du système.

Les principaux axes d’innovation de cette thèse sont les suivants :

• Topologie de conversion : étude et développement d’une architecture mono-étage de type matriciel ou équivalente.
• Stratégies de commande : conception de lois de commande visant à minimiser les pertes dans les semi-conducteurs, afin de permettre une montée en fréquence (objectif de l’ordre de 1 MHz) . Une attention particulière sera également portée à la réduction des émissions conduites côté réseau électrique.
• Conception du transformateur : développement d’un transformateur de technologie planaire, optimisé pour une intégration sur circuit imprimé (PCB) et permettant d’augmenter la densité de puissance du convertisseur. L’impact des hautes fréquences sera étudié en détail, et des solutions de gestion thermique adaptées seront proposées.
• Méthodes de caractérisation des pertes : mise en œuvre de techniques expérimentales telles que la méthode calorimétrique ou la méthode du double pulse test, afin d’évaluer avec précision les pertes dans les composants actifs.

L'organisation du travail sera reparti entre le site du Technocentre à Guyancourt et le laboratoire de recherche selectionné.

Profil recherché : BAC+5, avec specialisation en éléctronique de puissance.
Bases solides dans la conception et control d'alimentations à découpage, et la conception d'élements magnetiques (transformateur)

Métier

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