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Sandrine M’Rad - 17 septembre 2008

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Sandrine M’RAD soutiendra sa thèse le 17 septembre 2008, à 10h00 à l’INSA, Amphi AE1, département génie électrique.

Titre de la Thèse : "Application de la représentation diffuse à la modélisation thermique compacte "

Jury composé de :
- Bruno ALLARD (directeur)
- Pierre BIDAN
- Jean-Marie DORKEL (rapporteur)
- Xavier JORDA
- Zoubir KHATIR (rappporteur)
- Hervé MOREL

Spécialité : EEA

Résumé :
L’intégration croissante des systèmes d’électronique de puissance rend la réalisation de maquettes très coûteuse, d’où la nécessité du prototypage virtuel. Ceci passe par la maîtrise de la conception multi physique. Dans ce contexte, il convient de maîtriser en particulier la température durant les étapes du prototypage virtuel. Les méthodes numériques permettent d’effectuer des prévisions thermiques grâce à la résolution d’un très grand nombre d’équations, ce qui rend très coûteuses en temps de calcul. La macro-modélisation sans maillage est alors une alternative intéressante pour les analyses thermiques.
Nos travaux s’inscrivent directement dans ce contexte. L’idée générale est l’application de "la Représentation Diffusive" à la modélisation thermique des modules et des composants de puissance. A partir d’une unique simulation transitoire du type éléments finis (MEF) ou différences finies (DF), ou une mesure pertinente sur le système, on construit un modèle thermique à représentation d’état du type entrées-sorties, compatible avec des simulateurs "circuit".

Dans un premier temps, un modèle thermique d’une puce IGBT sur un substrat a été développé. La réponse transitoire de la température maximale de la structure est évaluée et comparée à une mesure pour différentes impulsions de puissance dissipée. Un modèle analytique d’auto échauffement d’un VDMOSFET est construit à partir d’une seule simulation électrothermique 2D du type éléments finis. La confrontation des résulats entre le modèle analytique et la simulation est satisfaisante. Finalement, nous traitons des interactions thermiques entre puces au sein des modules de puissance. A L’aide d’un module expérimentale instrumenté....