Contexte

Pour des applications ayant des gammes de puissance très étendues: de quelques watts (équipements portables) au mégawatt (traction ferroviaire), assurer une meilleure gestion de l’énergie électrique est essentiel. Ceci passe inévitablement par l’intégration des systèmes de l’électronique de puissance, qui permet :

• une amélioration des caractéristiques intrinsèques,
• une augmentation de la fiabilité,
• une diminution de la consommation,
• une diminution des coûts de production.

L’intégration des fonctions de l’électronique de puissance est effectuée selon une approche hybride ou monolithique en fonction du niveau de puissance de l’application visée.

Notre activité de recherche s’adresse principalement aux applications alimentées à partir du réseau 230 V. Les niveaux de courant mis en jeux de l’ordre de quelques ampères permettent d’envisager une intégration monolithique entière ou partielle des fonctions réalisées.

Approche de conception

Le point de départ est la définition de la fonctionnalité (souvent originale) que doit assurer le dispositif. Cette fonctionnalité peut être définie généralement par une caractéristique I(V), les modes de commutation... En s’appuyant sur des simulations de type circuit et des simulations physiques 2D, on définit le schéma électrique équivalent répondant à la fonctionnalité requise ainsi que l’architecture semiconductrice correspondant à son intégration dans le silicium.

Selon les éléments de base (passifs et actifs) utilisés pour obtenir la fonctionnalité, l’intégration des différents éléments sur un même substrat silicium conduit à une intégration monolithique de type «fonctionnel classique» ou hétérogène.