Surete de fonctionnement et fiabilite des circuits de l'électronique de puissance

Abstract

Les applications de l’électronique de puissance s’étendent aujourd’hui à tous les domaines d’activités économiques utilisant l’électricité comme source d’énergie. En effet, quasiment tous les systèmes utilisent des convertisseurs statiques pour traiter l’énergie électrique. Or, compte tenu du rôle majeur attribué aujourd’hui aux convertisseurs statiques en tant qu’organe d’alimentation, de traitement et d’adaptation, il est clair qu’ils conditionnent largement la sûreté de fonctionnement des systèmes auxquels ils sont raccordés. Ce mémoire traite la sûreté de fonctionnement et fiabilité des circuits onduleur de tension moyenne puissance suite au défaut d’un semiconducteur (IGBT ou diode). Dans un premier temps nous présentons les concepts et les méthodes de la sûreté de fonctionnement, une analyse des causes des défaillances d’un interrupteur est présenté. Ensuite l’étude du défaut dans la cellule de commutation est effectuée en appliquant les deux méthodes d’analyse (AMDE et Adf). Pour protéger le système d’un tel défaut, des circuits sont présentés et des nouvelles structures faisant apparaître un partitionnement ou des redondances sont étudiées. Leur fiabilité a également été analysée. Parmi ces structures, l’onduleur classique à bras de secours a fait l’objet d’une étude approfondie. Cela a permis d’établir les conséquences sur la structure d’un défaut de court-circuit et d’ouverture d’un interrupteur et de prendre en compte leur danger potentiel pour améliorer la disponibilité et la sécurité du convertisseur