subject:(SiC MOSFET)

Université Montpellier II

1. Constant, Aurore. SiC oxidation processing technology for MOSFETs fabrication : Technologie d'oxydation pour la fabrication de composants MOSFETs en SiC.

Degree: Docteur es, Physique, 2011, Université Montpellier II

URL: http://www.theses.fr/2011MON20061

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De nos jours, les dispositifs d'électroniques de puissance sont principalement basés sur la technologie silicium qui est mature et très bien établie. Toutefois, le silicium… (more)

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De nos jours, les dispositifs d'électroniques de puissance sont principalement basés sur la technologie silicium qui est mature et très bien établie. Toutefois, le silicium présente quelques limitations importantes concernant les pertes de puissance, le fonctionnement à haute température et la vitesse de commutation. Par ailleurs, la technologie silicium a presque atteint ses limites physiques. Ainsi, une nouvelle génération de dispositifs de puissance à base de nouveaux matériaux doit être développée pour faire face aux futurs défis énergiques. Aujourd'hui, le matériau semi-conducteur le plus prometteur est le carbure de silicium (SiC). SiC est considéré de plus en plus comme le meilleur candidat pour surmonter les limites intrinsèques du silicium pour l'élaboration de dispositifs de haute puissance et haute température. Il montre le meilleur compromis entre les caractéristiques théoriques et les réelles disponibilités commerciales de la matière première et de la maturité de ses procédés technologiques.Cette thèse est axée sur les dispositifs d'alimentation à base de SiC, en particulier, sur l'un des enjeux majeurs de la technologie SiC: le procédé d'oxydation. En effet, le SiC peut être facilement oxydé comme le silicium pour former une fine couche de dioxyde de silicium (SiO2). Ceci fournit une occasion unique de développer des dispositifs Métal-Oxyde-Semiconducteur (MOS), comme en technologie silicium. Malheureusement, la qualité de l'interface oxyde/SiC et la fiabilité de l'oxyde sont des obstacles majeurs à la fabrication de dispositifs MOSFET avancés en SiC. Des solutions alternatives ont été développées pour surmonter ces problèmes. Toutefois, les MOSFETs en SiC ont seulement été récemment commercialisés, principalement en raison des problèmes de fiabilité. Le procédé de fabrication de MOSFETs adapté à la production de masse est encore un défi.Les principaux efforts réalisés dans le cadre de cette thèse concernent le développement des MOSFETs en SiC par l'amélioration du procédé d'oxydation pour la fabrication de l'oxyde de grille. Un nouveau procédé basé sur l'oxydation par Rapid Thermal Processing (RTP) est démontré. De plus, les mécanismes physiques associés à la formation de l'oxyde et des propriétés de l'interface SiO2/SiC sont proposés. Ce procédé d'oxydation a été testé sur le SiC hexagonal (4H-SiC) et le SiC cubique (3C-SiC). En outre, la technologie d'oxydation étudiée a été intégrée dans la fabrication de MOSFETs en 4H-SiC. La fiabilité des composants a été aussi évaluée pour des stress en tension jusqu'à des températures de fonctionnement de 300°C.

Power electronic devices are mainly based on the mature and very well established silicon technology. However, silicon exhibits some important limitations regarding power losses, operation temperature and speed of switching. Furthermore, unfortunately the successful silicon technology has almost reached its physical limits. Hence, a new generation of power devices based on new materials must be developed to face the future global energetic challenges.…

Advisors/Committee Members: Camassel, Jean (thesis director).

Subjects/Keywords: SiC; Oxydation; Mosfet; SiC; Oxidation; Mosfet

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APA (6^th Edition):

Constant, A. (2011). SiC oxidation processing technology for MOSFETs fabrication : Technologie d'oxydation pour la fabrication de composants MOSFETs en SiC. (Doctoral Dissertation). Université Montpellier II. Retrieved from http://www.theses.fr/2011MON20061

Chicago Manual of Style (16^th Edition):

Constant, Aurore. “SiC oxidation processing technology for MOSFETs fabrication : Technologie d'oxydation pour la fabrication de composants MOSFETs en SiC.” 2011. Doctoral Dissertation, Université Montpellier II. Accessed January 26, 2021. http://www.theses.fr/2011MON20061.

MLA Handbook (7^th Edition):

Constant, Aurore. “SiC oxidation processing technology for MOSFETs fabrication : Technologie d'oxydation pour la fabrication de composants MOSFETs en SiC.” 2011. Web. 26 Jan 2021.

Vancouver:

Constant A. SiC oxidation processing technology for MOSFETs fabrication : Technologie d'oxydation pour la fabrication de composants MOSFETs en SiC. [Internet] [Doctoral dissertation]. Université Montpellier II; 2011. [cited 2021 Jan 26]. Available from: http://www.theses.fr/2011MON20061.

Council of Science Editors:

Constant A. SiC oxidation processing technology for MOSFETs fabrication : Technologie d'oxydation pour la fabrication de composants MOSFETs en SiC. [Doctoral Dissertation]. Université Montpellier II; 2011. Available from: http://www.theses.fr/2011MON20061

Penn State University

2. Follman, Jacob Jay. On the atomic scale defects involved in the negative bias temperature instability in 4H-SiC MOSFETs.

Degree: 2013, Penn State University

URL: https://submit-etda.libraries.psu.edu/catalog/17654

► We utilize electrically detected magnetic resonance (EDMR) to explore the effects of the negative bias temperature instability (NBTI) in 4H-SiC metal oxide semiconductor field effect… (more)

Subjects/Keywords: NBTI; SiC; MOSFET; EPR; EDMR

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APA (6^th Edition):

Follman, J. J. (2013). On the atomic scale defects involved in the negative bias temperature instability in 4H-SiC MOSFETs. (Thesis). Penn State University. Retrieved from https://submit-etda.libraries.psu.edu/catalog/17654

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Not specified: Masters Thesis or Doctoral Dissertation

Chicago Manual of Style (16^th Edition):

Follman, Jacob Jay. “On the atomic scale defects involved in the negative bias temperature instability in 4H-SiC MOSFETs.” 2013. Thesis, Penn State University. Accessed January 26, 2021. https://submit-etda.libraries.psu.edu/catalog/17654.

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Not specified: Masters Thesis or Doctoral Dissertation

MLA Handbook (7^th Edition):

Follman, Jacob Jay. “On the atomic scale defects involved in the negative bias temperature instability in 4H-SiC MOSFETs.” 2013. Web. 26 Jan 2021.

Vancouver:

Follman JJ. On the atomic scale defects involved in the negative bias temperature instability in 4H-SiC MOSFETs. [Internet] [Thesis]. Penn State University; 2013. [cited 2021 Jan 26]. Available from: https://submit-etda.libraries.psu.edu/catalog/17654.

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Not specified: Masters Thesis or Doctoral Dissertation

Council of Science Editors:

Follman JJ. On the atomic scale defects involved in the negative bias temperature instability in 4H-SiC MOSFETs. [Thesis]. Penn State University; 2013. Available from: https://submit-etda.libraries.psu.edu/catalog/17654

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Not specified: Masters Thesis or Doctoral Dissertation

University of Texas – Austin

3. Tang, Hanning. Design, modeling and control of a 12.47 kV isolated three phase power factor correction rectifier.

Degree: PhD, Electrical and Computer Engineering, 2020, University of Texas – Austin

URL: http://dx.doi.org/10.26153/tsw/8134

► A novel three-phase rectifier with power factor correction feature is proposed for the medium voltage (MV) high power (HP) applications. A typical application is to… (more)

▼ A novel three-phase rectifier with power factor correction feature is proposed for the medium voltage (MV) high power (HP) applications. A typical application is to use it as the front-end circuit to interface with power grid and supply the power to a customized load, including medium voltage variable frequency drive (MV-VFD), electric vehicle bus charger, cargo ship and renewable energy source. The proposed topology has numerous advantages over conventional systems in regarding of the system efficiency, reactive power consumption, power density and operating flexibility. On the other side, this system has some challenges in semiconductor selection, control logic development, current harmonics elimination, modular implementation and system protection strategy design. The advanced silicon carbide (SiC) MV isolated three-phase power factor correction rectifier (MV-PFC) is targeting to the MV-VFD application. Chapter 1 is a system review of the industrial MV-VFD products in regarding of its major industrial applications, grid voltage and power ratings, motor control requirements, popular semiconductor devices and recognized circuit topologies. Following the chapter 1, chapter 2 reviews the popular topologies cited in both academic projects and industrial products. Each topology is analyzed and investigated thoroughly. Then, a table summarizes the pros and cons of each circuit in terms of the system flexibility, regeneration capability, galvanic isolation rating, system power density, operating redundancy, power module rating, switching frequency, modulation complexity, power quality and operating efficiency. Next, a novel MV three-phase PFC topology is proposed to boost up the system performance to the next level. In another word, this topology meets all the system operating demands with higher efficiency and better power density. Furthermore, it improves the system operating flexibility and the fault tolerance margin. A silicon carbide metal-oxide semiconductor field-effect transistor (SiC MOSFET) module, rated at 12.5 kV and 375 A, is developed as the core component for the power circuit. Its internal chip layout is designed accordingly. Both the electric and thermal features of this power module are characterized to describe its performance envelope. Furthermore, the device mathematic model is implemented for system power loss and thermal energy distribution studies. After finalizing the circuit architecture design, a novel control scheme including both modulation feedforward control and output feedback regulation is developed. The internal loop uses the power command reference, grid input and DC output to calculate the MOSFET firing angles for the next switching event. The outer loop generates the power command reference and evenly assigns it to all three phases based on the real-time load condition. Then, an application state machine, including I/O management, soft start-up strategy and system protection scheme, is designed to promote the overall design close to the industrial product. The soft start-up… Advisors/Committee Members: Huang, Alex Q. (advisor).

Subjects/Keywords: MV-PFC; SiC MOSFET; Modular implementation

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APA (6^th Edition):

Tang, H. (2020). Design, modeling and control of a 12.47 kV isolated three phase power factor correction rectifier. (Doctoral Dissertation). University of Texas – Austin. Retrieved from http://dx.doi.org/10.26153/tsw/8134

Chicago Manual of Style (16^th Edition):

Tang, Hanning. “Design, modeling and control of a 12.47 kV isolated three phase power factor correction rectifier.” 2020. Doctoral Dissertation, University of Texas – Austin. Accessed January 26, 2021. http://dx.doi.org/10.26153/tsw/8134.

MLA Handbook (7^th Edition):

Tang, Hanning. “Design, modeling and control of a 12.47 kV isolated three phase power factor correction rectifier.” 2020. Web. 26 Jan 2021.

Vancouver:

Tang H. Design, modeling and control of a 12.47 kV isolated three phase power factor correction rectifier. [Internet] [Doctoral dissertation]. University of Texas – Austin; 2020. [cited 2021 Jan 26]. Available from: http://dx.doi.org/10.26153/tsw/8134.

Council of Science Editors:

Tang H. Design, modeling and control of a 12.47 kV isolated three phase power factor correction rectifier. [Doctoral Dissertation]. University of Texas – Austin; 2020. Available from: http://dx.doi.org/10.26153/tsw/8134

Virginia Tech

4. DiMarino, Christina Marie. High Temperature Characterization and Analysis of Silicon Carbide (SiC) Power Semiconductor Transistors.

Degree: MS, Electrical and Computer Engineering, 2014, Virginia Tech

URL: http://hdl.handle.net/10919/78116

► This thesis provides insight into state-of-the-art 1.2 kV silicon carbide (SiC) power semiconductor transistors, including the MOSFET, BJT, SJT, and normally-on and normally-off JFETs. Both… (more)

Subjects/Keywords: power semiconductor devices; SiC MOSFET; SiC BJT; SiC JFET; high temperature; characterization; silicon carbide

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APA (6^th Edition):

DiMarino, C. M. (2014). High Temperature Characterization and Analysis of Silicon Carbide (SiC) Power Semiconductor Transistors. (Masters Thesis). Virginia Tech. Retrieved from http://hdl.handle.net/10919/78116

Chicago Manual of Style (16^th Edition):

DiMarino, Christina Marie. “High Temperature Characterization and Analysis of Silicon Carbide (SiC) Power Semiconductor Transistors.” 2014. Masters Thesis, Virginia Tech. Accessed January 26, 2021. http://hdl.handle.net/10919/78116.

MLA Handbook (7^th Edition):

DiMarino, Christina Marie. “High Temperature Characterization and Analysis of Silicon Carbide (SiC) Power Semiconductor Transistors.” 2014. Web. 26 Jan 2021.

Vancouver:

DiMarino CM. High Temperature Characterization and Analysis of Silicon Carbide (SiC) Power Semiconductor Transistors. [Internet] [Masters thesis]. Virginia Tech; 2014. [cited 2021 Jan 26]. Available from: http://hdl.handle.net/10919/78116.

Council of Science Editors:

DiMarino CM. High Temperature Characterization and Analysis of Silicon Carbide (SiC) Power Semiconductor Transistors. [Masters Thesis]. Virginia Tech; 2014. Available from: http://hdl.handle.net/10919/78116

INP Toulouse

5. Boige, François. Caractérisation et modélisation électrothermique compacte étendue du MOSFET SiC en régime extrême de fonctionnement incluant ses modes de défaillance : application à la conception d'une protection intégrée au plus proche du circuit de commande : Extensive compact electrothermal characterization and modeling of the SiC MOSFET under extreme operating conditions including failure modes : application to the design of an integrated protection as close as possible to the gate driver.

Degree: Docteur es, Génie Electrique, 2019, INP Toulouse

URL: http://www.theses.fr/2019INPT0084

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Le défi de la transition vers une énergie sans carbone passe, aujourd’hui, par un recours systématique à l’énergie électrique avec au centre des échanges l’électronique… (more)

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Le défi de la transition vers une énergie sans carbone passe, aujourd’hui, par un recours systématique à l’énergie électrique avec au centre des échanges l’électronique de puissance. Pour être à la hauteur des enjeux, l'électronique de puissance nécessite des composants de plusen plus performants pour permettre un haut niveau d'intégration, une haute efficacité énergétique et un haut niveau de fiabilité. Aujourd’hui, le transistor de puissance, du type MOSFET, en carbure de silicium (SiC) est une technologie de rupture permettant de répondre aux enjeux d’intégration et d’efficacité par un faible niveau de perte et une vitesse de commutation élevée. Cependant, leur fiabilité non maitrisée et leur faible robustesse aux régimes extrêmes du type court-circuit répétitifs freinent aujourd’hui leur pénétration dans les applications industrielles. Dans cette thèse, une étude poussée du comportement en court-circuit d'un ensemble exhaustif de composants commerciaux, décrivant toutes les variantes structurelles et technologiques en jeu, a été menée sur un banc de test spécifique développé durant la thèse, afin de quantifier leur tenue au courtcircuit. Cette étude a mis en lumière des propriétés à la fois génériques et singulières aux semiconducteurs en SiC déclinés en version MOSFET tel qu’un courant de fuite dynamique de grille et un mode de défaillance par un court-circuit grille-source amenant, dans certaines conditions d'usage et pour certaines structures de MOSFET, à un auto-blocage drain-source. Une recherchesystématique de la compréhension physique des phénomènes observés a été menée par une approche mêlant analyse technologique interne des composants défaillants et modélisation électrothermique fine. Une modélisation électrothermique compacte étendue à la prise en compte des modes de défaillance a été établie et implémentée dans un logiciel de type circuit. Ce modèle a été confronté à de très nombreux résultats expérimentaux sur toutes les séquences temporelles décrivant un cycle de court-circuit jusqu'à la défaillance. Ce modèle offre un support d'analyse intéressant et aussi une aide à la conception des circuits de protection. Ainsi, à titre d'application, un driver doté d'une partie de traitement numérique a été conçu et validé en mode de détection de plusieurs scénarii de court-circuit mais aussi potentiellement pour la détection de la dégradation de la grille du composant de puissance. D’autres travaux plus exploratoires ont aussi été menés en partenariat avec l’Université de Nottingham afin d’étudier l'impact de régimes de court-circuit impulsionnels répétés sur le vieillissement de puces en parallèle présentant des dispersions. La propagation d'un premier mode de défaillance issu d'un composant "faible" a aussi été étudiée. Ce travail ouvre la voie à la conception de convertisseurs intrinsèquement sûrs et disponibles en tirant parti des propriétés atypiques et originales des semi-conducteurs en SiC et du MOSFET en particulier

Nowaday, the challenge of the transition to carbon-free energy involves a systematic…

Advisors/Committee Members: Richardeau, Frédéric (thesis director), Lefebvre, Stéphane (thesis director).

Subjects/Keywords: MOSFET; SiC; Fiabilité; Gestion des pannes; Court-circuit; Fonctionnement sécurisé; MOSFET; SiC; Robustness; Fault management; Short-circuit; Safe operating

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APA (6^th Edition):

Boige, F. (2019). Caractérisation et modélisation électrothermique compacte étendue du MOSFET SiC en régime extrême de fonctionnement incluant ses modes de défaillance : application à la conception d'une protection intégrée au plus proche du circuit de commande : Extensive compact electrothermal characterization and modeling of the SiC MOSFET under extreme operating conditions including failure modes : application to the design of an integrated protection as close as possible to the gate driver. (Doctoral Dissertation). INP Toulouse. Retrieved from http://www.theses.fr/2019INPT0084

Chicago Manual of Style (16^th Edition):

Boige, François. “Caractérisation et modélisation électrothermique compacte étendue du MOSFET SiC en régime extrême de fonctionnement incluant ses modes de défaillance : application à la conception d'une protection intégrée au plus proche du circuit de commande : Extensive compact electrothermal characterization and modeling of the SiC MOSFET under extreme operating conditions including failure modes : application to the design of an integrated protection as close as possible to the gate driver.” 2019. Doctoral Dissertation, INP Toulouse. Accessed January 26, 2021. http://www.theses.fr/2019INPT0084.

MLA Handbook (7^th Edition):

Boige, François. “Caractérisation et modélisation électrothermique compacte étendue du MOSFET SiC en régime extrême de fonctionnement incluant ses modes de défaillance : application à la conception d'une protection intégrée au plus proche du circuit de commande : Extensive compact electrothermal characterization and modeling of the SiC MOSFET under extreme operating conditions including failure modes : application to the design of an integrated protection as close as possible to the gate driver.” 2019. Web. 26 Jan 2021.

Vancouver:

Boige F. Caractérisation et modélisation électrothermique compacte étendue du MOSFET SiC en régime extrême de fonctionnement incluant ses modes de défaillance : application à la conception d'une protection intégrée au plus proche du circuit de commande : Extensive compact electrothermal characterization and modeling of the SiC MOSFET under extreme operating conditions including failure modes : application to the design of an integrated protection as close as possible to the gate driver. [Internet] [Doctoral dissertation]. INP Toulouse; 2019. [cited 2021 Jan 26]. Available from: http://www.theses.fr/2019INPT0084.

Council of Science Editors:

Boige F. Caractérisation et modélisation électrothermique compacte étendue du MOSFET SiC en régime extrême de fonctionnement incluant ses modes de défaillance : application à la conception d'une protection intégrée au plus proche du circuit de commande : Extensive compact electrothermal characterization and modeling of the SiC MOSFET under extreme operating conditions including failure modes : application to the design of an integrated protection as close as possible to the gate driver. [Doctoral Dissertation]. INP Toulouse; 2019. Available from: http://www.theses.fr/2019INPT0084

Université de Lorraine

6. Dang, Dinh Lam. Caractérisation, analyse et modélisation du MOSFET de puissance en carbure de silicium : Characterization, analysis and modeling of silicon carbide power MOSFET.

Degree: Docteur es, Génie électrique, 2019, Université de Lorraine

URL: http://www.theses.fr/2019LORR0052

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Le carbure de silicium (SiC) semble être actuellement le candidat le plus viable des semi-conducteurs à large bande interdite pour remplacer le silicium (Si) dans… (more)

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Le carbure de silicium (SiC) semble être actuellement le candidat le plus viable des semi-conducteurs à large bande interdite pour remplacer le silicium (Si) dans un avenir proche. En raison de ses propriétés intrinsèques, le SiC permet de développer des dispositifs à semi-conducteurs aux caractéristiques supérieures offrant de grandes améliorations de performances, et se traduisant également par des conceptions plus efficaces et compactes dans diverses applications de l'électronique de puissance. Les MOSFET de 1,2 kV SiC, de loin les composants les plus répandus de la famille pour équiper les sources de puissance, ont rapidement été déployés pour remplacer les modules IGBT Si en raison de leur résistance à l'état passant faible et de leurs excellentes performances de commutation dans toutes les plages de température. Cependant, encore à un stade précoce de développement, les MOSFET SiC présentent leurs problèmes techniques et économiques propres, lesquels problèmes ont freiné leur expansion en électronique de puissance. La caractérisation et la modélisation, en particulier l'état de fonctionnement du MOSFET SiC, ont été examinées dans le cadre de cette thèse afin de mettre en lumière les spécificités et les conséquences qui en découlent sur la conception des convertisseurs de puissance. C’est ainsi qu’une méthodologie de caractérisation statique pour les MOSFET à haute tension a été développée. Les caractéristiques ont été mesurées par méthodes appropriées permettant à la température de la jonction de rester constante pendant la mesure. Les résultats expérimentaux ont été analysés et comparés à ceux relatifs aux dispositifs conventionnels en Si. Ensuite, un nouveau modèle compact du module MOSFET SiC a été mis au point sur le logiciel Saber pour des simulations orientées circuit. Ce modèle prend en compte les phénomènes physiques observés, notamment les effets des pièges d’interface, le comportement JFET intrinsèque, le canal court et la température. En tant que version modifiée de Shichman Hodges, le modèle utilise un nombre raisonnable de paramètres d’ajustement, lesquels sont principalement extraits par identification des courbes de données expérimentales à l’aide d’un logiciel d’optimisation, et pour les autres étant basés sur les données disponibles dans la fiche technique du composant étudié. Finalement, nous avons abordé la caractérisation électro-thermique des MOSFET de SiC. Pour remédier à la présence de pièges d'interface, des bancs de test dédiés ont été développés pour la mesure de la température MOSFET au SiC sur la base du TSEP. Une simulation par éléments finis 3D (FEM) est réalisée pour étudier la distribution thermique à l'intérieur du module. En comparant avec les expériences, le modèle électro-thermique a été validé avec une précision acceptable.

Silicon carbide (SiC) has actively been emerged as the most viable candidate of the wide band gap (WBG) semiconductors to replace silicon (Si) in the near future. Due to its inherent properties, SiC enables the development of new generation…

Advisors/Committee Members: Rael, Stéphane (thesis director), Urbain, Matthieu (thesis director).

Subjects/Keywords: SiC; MOSFET; Caractéristiques I-V; Modélisation; Mesure thermique; TSEP; SiC; MOSFET; I-V characteristics; Modeling; Thermal measurement; TSEP; 620.193; 621.381 52

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APA (6^th Edition):

Dang, D. L. (2019). Caractérisation, analyse et modélisation du MOSFET de puissance en carbure de silicium : Characterization, analysis and modeling of silicon carbide power MOSFET. (Doctoral Dissertation). Université de Lorraine. Retrieved from http://www.theses.fr/2019LORR0052

Chicago Manual of Style (16^th Edition):

Dang, Dinh Lam. “Caractérisation, analyse et modélisation du MOSFET de puissance en carbure de silicium : Characterization, analysis and modeling of silicon carbide power MOSFET.” 2019. Doctoral Dissertation, Université de Lorraine. Accessed January 26, 2021. http://www.theses.fr/2019LORR0052.

MLA Handbook (7^th Edition):

Dang, Dinh Lam. “Caractérisation, analyse et modélisation du MOSFET de puissance en carbure de silicium : Characterization, analysis and modeling of silicon carbide power MOSFET.” 2019. Web. 26 Jan 2021.

Vancouver:

Dang DL. Caractérisation, analyse et modélisation du MOSFET de puissance en carbure de silicium : Characterization, analysis and modeling of silicon carbide power MOSFET. [Internet] [Doctoral dissertation]. Université de Lorraine; 2019. [cited 2021 Jan 26]. Available from: http://www.theses.fr/2019LORR0052.

Council of Science Editors:

Dang DL. Caractérisation, analyse et modélisation du MOSFET de puissance en carbure de silicium : Characterization, analysis and modeling of silicon carbide power MOSFET. [Doctoral Dissertation]. Université de Lorraine; 2019. Available from: http://www.theses.fr/2019LORR0052

7. Frifita, Khaled. Modélisation multi-physique d'un système électrique de puissance embarqué pour la simulation, le prototypage numérique et la commande : Multi-physics modeling of an electrical system embedded power for simulation, prototyping digital and the control.

Degree: Docteur es, Automatique, 2019, Aix Marseille Université

URL: http://www.theses.fr/2019AIXM0334

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La qualité de l’énergie électrique dans les systèmes aéronautiques dépend directement de la complexité du système électrique qui la délivre. Les deux grandeurs (tension, courant)… (more)

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La qualité de l’énergie électrique dans les systèmes aéronautiques dépend directement de la complexité du système électrique qui la délivre. Les deux grandeurs (tension, courant) subissent généralement beaucoup de perturbations liées à l’impédance des réseaux et à la circulation de courants perturbateurs, déséquilibrés et réactifs liés à la variation de charge non linéaire. Dans le réseau de bord d’un hélicoptère, la prolifération des perturbations électriques peut entraîner des dysfonctionnements, des dégradations et des échauffements des récepteurs. La correction active du facteur de puissance ou power factor correction (PFC) a pour but d’éviter les effets indésirables, les harmoniques et perturbation des signaux. Ce type de système, constitué par un convertisseur AC/DC lié à un autre DC/DC, utilise des composants et commutations à hautes fréquences en particulier les MOSFET au carbure de silicium (MOSFET SiC). Ce choix permet de garantir une bonne qualité de l’énergie et la réduction du rapport puissance/poids pour les systèmes embarqués. La contribution de la thèse se situe au niveau de la modélisation multi-physique, de la simulation et la synthèse des lois de commande pour les structures de puissance utilisées. Ainsi, la modélisation non linéaire plus précise, devrait conduire à l’exploitation de lois de commande robustes et une bonne maîtrise du comportement thermique. Cette thèse a donné lieu à la proposition d'un modèle non linéaire électrothermique plus précis pour des MOSFET SiC. Ce modèle prend en compte les couplages électrothermiques et rend les premières commandes appliquées (PI et PBC) plus robustes

The quality of the electrical energy supplied in aeronautical systems depends on the complexity of the electrical system used. The two quantities (voltage, current) generally suffer from a lot of disturbances due to the impedance of the electric grid and circulation of the perturbations non-linear loads variation. In the on-board grid of an helicopter, the proliferation of electrical disturbances can lead to malfunctions, degradations and overheating of the devices. The power factor correction (PFC) is designed to avoid unwanted effects, harmonics and disturbances. This type of system, consisting of an AC / DC converter connected to another DC / DC converter, uses high frequency components and switches. The choice of silicon carbide MOSFETs (SiC MOSFETs) ensures a good quality of energy and reduces the power-to-weight ratio for embedded systems. The contribution of this work is the multiphysical modeling of power SiC MOSFET component which is proposed to simulate and design a global control for different electrical power converters. We propose a more precise electro-thermal nonlinear model for SiC MOSFETs. This model takes into account electrothermal couplings and will make controls more robust. It has been validated by the comparing simulation to the characteristics of the datasheet. To implement and validate the proposed models and perform the prototyping of AC-DC and DC-DC converters, we used psim,…

Advisors/Committee Members: M'Sirdi, Kouider Nacer (thesis director), Boussak, Mohamed (thesis director).

Subjects/Keywords: MOSFET SiC; Pfc; Ac/dc; Dc/dc; Modèle électrothermique; Commande; Sasv; MOSFET SiC; Pfc; Ac/dc; Dc/dc

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APA (6^th Edition):

Frifita, K. (2019). Modélisation multi-physique d'un système électrique de puissance embarqué pour la simulation, le prototypage numérique et la commande : Multi-physics modeling of an electrical system embedded power for simulation, prototyping digital and the control. (Doctoral Dissertation). Aix Marseille Université. Retrieved from http://www.theses.fr/2019AIXM0334

Chicago Manual of Style (16^th Edition):

Frifita, Khaled. “Modélisation multi-physique d'un système électrique de puissance embarqué pour la simulation, le prototypage numérique et la commande : Multi-physics modeling of an electrical system embedded power for simulation, prototyping digital and the control.” 2019. Doctoral Dissertation, Aix Marseille Université. Accessed January 26, 2021. http://www.theses.fr/2019AIXM0334.

MLA Handbook (7^th Edition):

Frifita, Khaled. “Modélisation multi-physique d'un système électrique de puissance embarqué pour la simulation, le prototypage numérique et la commande : Multi-physics modeling of an electrical system embedded power for simulation, prototyping digital and the control.” 2019. Web. 26 Jan 2021.

Vancouver:

Frifita K. Modélisation multi-physique d'un système électrique de puissance embarqué pour la simulation, le prototypage numérique et la commande : Multi-physics modeling of an electrical system embedded power for simulation, prototyping digital and the control. [Internet] [Doctoral dissertation]. Aix Marseille Université 2019. [cited 2021 Jan 26]. Available from: http://www.theses.fr/2019AIXM0334.

Council of Science Editors:

Frifita K. Modélisation multi-physique d'un système électrique de puissance embarqué pour la simulation, le prototypage numérique et la commande : Multi-physics modeling of an electrical system embedded power for simulation, prototyping digital and the control. [Doctoral Dissertation]. Aix Marseille Université 2019. Available from: http://www.theses.fr/2019AIXM0334

Brno University of Technology

8. Kharchenko, Vadym. Návrh měniče s použitím polovodičů na bázi SiC: Design inverter using semiconductor on based SiC.

Degree: 2019, Brno University of Technology

URL: http://hdl.handle.net/11012/71169

► This work builds on a semester project 2. from the winter semester of this academic year. The aim of this thesis is the design of… (more)

Subjects/Keywords: DC/DC Měnič; SiC; MOSFET-tranzistor; VF transformátor; MATLAB-Simulink; DC/DC Converter; SiC; MOSFET-transistor; HF transformer; MATLAB-Simulink

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APA (6^th Edition):

Kharchenko, V. (2019). Návrh měniče s použitím polovodičů na bázi SiC: Design inverter using semiconductor on based SiC. (Thesis). Brno University of Technology. Retrieved from http://hdl.handle.net/11012/71169

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Chicago Manual of Style (16^th Edition):

Kharchenko, Vadym. “Návrh měniče s použitím polovodičů na bázi SiC: Design inverter using semiconductor on based SiC.” 2019. Thesis, Brno University of Technology. Accessed January 26, 2021. http://hdl.handle.net/11012/71169.

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MLA Handbook (7^th Edition):

Kharchenko, Vadym. “Návrh měniče s použitím polovodičů na bázi SiC: Design inverter using semiconductor on based SiC.” 2019. Web. 26 Jan 2021.

Vancouver:

Kharchenko V. Návrh měniče s použitím polovodičů na bázi SiC: Design inverter using semiconductor on based SiC. [Internet] [Thesis]. Brno University of Technology; 2019. [cited 2021 Jan 26]. Available from: http://hdl.handle.net/11012/71169.

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Council of Science Editors:

Kharchenko V. Návrh měniče s použitím polovodičů na bázi SiC: Design inverter using semiconductor on based SiC. [Thesis]. Brno University of Technology; 2019. Available from: http://hdl.handle.net/11012/71169

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Vanderbilt University

9. -0411-1835. ION-INDUCED SINGLE-EVENT BURNOUT MECHANISMS IN SIC POWER MOSFETS AND DIODES.

Degree: PhD, Electrical Engineering, 2020, Vanderbilt University

URL: http://hdl.handle.net/1803/10134

► An estimated 50% of the electricity in the world is controlled by power semiconductor devices, with silicon carbide power devices superior to silicon power devices… (more)

▼ An estimated 50% of the electricity in the world is controlled by power semiconductor devices, with silicon carbide power devices superior to silicon power devices due to higher breakdown electric fields, increased thermal conductivity and significantly lower on-state resistance, all of which result in size, weight, and power (SWaP), and overall cost savings, making them ideal candidates for space-based applications. However, microelectronic devices and circuits used in space may be susceptible to naturally occurring radiation, such as heavy ions. Obtaining radiation data for semi- conductor devices is an expensive, time-consuming task with single event burnout (SEB) testing particularly challenging because the destructive nature results in de- vices that are no longer functional. The safe operating area (SOA) for 1200 V SiC power MOSFETs and diodes has been modestly characterized through test campaigns, however, little insight has been gained for the physical mechanism(s) that may be responsible for ion-induced single event burnout. Understanding these mechanisms is imperative for organizations making space-flight hardware design decisions to mitigate risk of operational failure during a mission. In this dissertation, matching single event burnout thresholds for SiC MOSFETs and diodes are identified, suggesting a common mechanism for failure, which is unique because silicon power MOSFETs and diodes have differing mechanisms responsible for failure. 3D TCAD simulations provide physical insight into the ion-induced response of both MOSFETS and diodes, and analysis establishes that ion-induced, highly- localized energy pulses are the mechanism responsible for single event burnout in SiC. Finally, single event burnout date trends are analyzed for devices with increased rated breakdown voltage, and the trends are explained using 3D TCAD simulations. A trade-space analysis for the device variants provides a demonstration for selecting the device with a higher single event burnout tolerance while minimizing performance losses. Advisors/Committee Members: Galloway, Kenneth F (advisor).

Subjects/Keywords: Single-event burnout silicon carbide power mosfet diode; SiC; radiation

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APA (6^th Edition):

-0411-1835. (2020). ION-INDUCED SINGLE-EVENT BURNOUT MECHANISMS IN SIC POWER MOSFETS AND DIODES. (Doctoral Dissertation). Vanderbilt University. Retrieved from http://hdl.handle.net/1803/10134

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Chicago Manual of Style (16^th Edition):

-0411-1835. “ION-INDUCED SINGLE-EVENT BURNOUT MECHANISMS IN SIC POWER MOSFETS AND DIODES.” 2020. Doctoral Dissertation, Vanderbilt University. Accessed January 26, 2021. http://hdl.handle.net/1803/10134.

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MLA Handbook (7^th Edition):

-0411-1835. “ION-INDUCED SINGLE-EVENT BURNOUT MECHANISMS IN SIC POWER MOSFETS AND DIODES.” 2020. Web. 26 Jan 2021.

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Vancouver:

-0411-1835. ION-INDUCED SINGLE-EVENT BURNOUT MECHANISMS IN SIC POWER MOSFETS AND DIODES. [Internet] [Doctoral dissertation]. Vanderbilt University; 2020. [cited 2021 Jan 26]. Available from: http://hdl.handle.net/1803/10134.

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Council of Science Editors:

-0411-1835. ION-INDUCED SINGLE-EVENT BURNOUT MECHANISMS IN SIC POWER MOSFETS AND DIODES. [Doctoral Dissertation]. Vanderbilt University; 2020. Available from: http://hdl.handle.net/1803/10134

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INP Toulouse

10. Fabre, Joseph. Étude et mise en œuvre de modules de puissance MOSFET SiC pour leurs futures utilisations dans des convertisseurs ferroviaires : Study and implementation of SiC MOSFET power modules for future utilisation in railway converters.

Degree: Docteur es, Génie électrique, 2013, INP Toulouse

URL: http://www.theses.fr/2013INPT0112

►

Le Carbure de Silicium (SiC) va permettre de repousser les limites des convertisseurs dans trois directions : tenue en tension élevée, haute température de fonctionnement… (more)

▼

Le Carbure de Silicium (SiC) va permettre de repousser les limites des convertisseurs dans trois directions : tenue en tension élevée, haute température de fonctionnement et forte vitesse de commutation. Aujourd’hui, les premiers modules MOSFET SiC sont disponibles sur le marché et semblent prometteurs. L’objectif de ces travaux de thèse consiste plus particulièrement à mettre en œuvre des montages permettant de caractériser ces premiers modules de puissance MOSFET SiC en vue de les utiliser dans les convertisseurs ferroviaires. Le premier chapitre est consacré à l’état de l’art d’une chaîne de traction de Tramway. C’est ce type de chaîne de traction sur lequel se concentrent les études des premières implantations de composants en SiC. Le deuxième chapitre présente un état de l’art des composants semi-conducteurs de puissance en SiC. Il rappelle tout d’abord les propriétés du matériau et détaille ensuite différentes structures de composants en SiC. Le troisième chapitre concerne les modélisations et les simulations de modules de puissance MOSFET SiC au sein d’une cellule de commutation. Les phases de commutation de ces composants sont étudiées en détail, les influences de différents paramètres sont mises en évidence et des simulations multi-physiques permettent de concevoir les bancs d’essais nécessaires à la caractérisation. Le quatrième chapitre présente les résultats des caractérisations statiques et dynamiques de modules de puissance MOSFET SiC. Ces résultats d’essai sont comparés à des modules IGBT Si de même calibre. Le cinquième chapitre est consacré à la mise en œuvre d’un banc d’essai utilisant la « méthode d’opposition ». Celui-ci permet de comparer les modules IGBT Si et les MOSFET SiC en fonctionnement onduleur grâce à des mesures électriques et calorimétriques. Le sixième et dernier chapitre présente des conclusions et donne des perspectives d’utilisation des composants MOSFET SiC dans les convertisseurs ferroviaires. Différents projets visant à utiliser des MOSFET SiC sur des applications ferroviaires y sont présentés.

Silicon Carbide (SiC) technology is pushing the limits of switching devices in three directions: higher blocking voltage, higher operating temperature and higher switching speed. Nowadays, samples of Silicon Carbide (SiC) MOSFET modules are available on the market and seem promising. The aim of the thesis is to characterize these first power modules thanks to dedicated test beds in order to use them in railway converters. The first chapter focuses on the state of the art of Tramway traction chain. It is this type of traction chain which is the target application of these SiC components. The second chapter presents a state of the art of the SiC devices. First, we recall the material properties and then we detail different structures of SiC components. The third chapter concerns modelling and simulations of SiC MOSFET power modules within a commutation cell. The switching phases of these components are studied in detail and the influences of various parameters are highlighted.…

Advisors/Committee Members: Ladoux, Philippe (thesis director).

Subjects/Keywords: MOSFET; SiC; Carbure de Silicium; Onduleur; MLI; Ferroviaire; Traction; Caractérisation; Commutation; Pertes; Méthode d'opposition; MOSFET; SiC; Silicon Carbide; Inverter; PWM; Traction; Characterization; Commutation; Losses; Opposition method

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APA (6^th Edition):

Fabre, J. (2013). Étude et mise en œuvre de modules de puissance MOSFET SiC pour leurs futures utilisations dans des convertisseurs ferroviaires : Study and implementation of SiC MOSFET power modules for future utilisation in railway converters. (Doctoral Dissertation). INP Toulouse. Retrieved from http://www.theses.fr/2013INPT0112

Chicago Manual of Style (16^th Edition):

Fabre, Joseph. “Étude et mise en œuvre de modules de puissance MOSFET SiC pour leurs futures utilisations dans des convertisseurs ferroviaires : Study and implementation of SiC MOSFET power modules for future utilisation in railway converters.” 2013. Doctoral Dissertation, INP Toulouse. Accessed January 26, 2021. http://www.theses.fr/2013INPT0112.

MLA Handbook (7^th Edition):

Fabre, Joseph. “Étude et mise en œuvre de modules de puissance MOSFET SiC pour leurs futures utilisations dans des convertisseurs ferroviaires : Study and implementation of SiC MOSFET power modules for future utilisation in railway converters.” 2013. Web. 26 Jan 2021.

Vancouver:

Fabre J. Étude et mise en œuvre de modules de puissance MOSFET SiC pour leurs futures utilisations dans des convertisseurs ferroviaires : Study and implementation of SiC MOSFET power modules for future utilisation in railway converters. [Internet] [Doctoral dissertation]. INP Toulouse; 2013. [cited 2021 Jan 26]. Available from: http://www.theses.fr/2013INPT0112.

Council of Science Editors:

Fabre J. Étude et mise en œuvre de modules de puissance MOSFET SiC pour leurs futures utilisations dans des convertisseurs ferroviaires : Study and implementation of SiC MOSFET power modules for future utilisation in railway converters. [Doctoral Dissertation]. INP Toulouse; 2013. Available from: http://www.theses.fr/2013INPT0112

INP Toulouse

11. Stackler, Caroline. Transformateurs électroniques pour applications ferroviaires : Electronic transformers for railway applications.

Degree: Docteur es, Génie Electrique, 2019, INP Toulouse

URL: http://www.theses.fr/2019INPT0015

►

Actuellement, la majorité des convertisseurs embarqués dans des trains circulant sous une caténaire alternative est composée d’un transformateur basse fréquence, puis de redresseurs,alimentant des moteurs… (more)

▼

Actuellement, la majorité des convertisseurs embarqués dans des trains circulant sous une caténaire alternative est composée d’un transformateur basse fréquence, puis de redresseurs,alimentant des moteurs de traction via des onduleurs de traction. Les inconvénients majeurs de ces structures sont un volume et une masse embarqués importants, dus au transformateur fonctionnant en basse fréquence. Le rendement est également mauvais, à cause des contraintes de volume et de masse. Grâce aux développements des semiconducteurs haute tension et forte puissance et des transformateurs moyenne fréquence, i.e. de l’ordre de quelques kilohertz, de nouvelles topologies de convertisseurs embarqués, appelées transformateurs électroniques, sont à l’étude. Si plusieurs topologies ont déjà été étudiées dans la littérature, elles n’ont jamais été comparées. L’objectif principal de cette thèse est donc de proposer une méthodologie de dimensionnement des différentes topologies de transformateurs électroniques, afin de pouvoir les comparer. Un état de l’art des différentes structures proposées dans la littérature est présenté dans le premier chapitre de ce mémoire. Le chapitre 2 est consacré à la comparaison de structures indirectes. Pour cela, une méthodologie, permettant d’optimiser le dimensionnement de chaque structure afin de maximiser son rendement sous des contraintes de masse et de volume, a été développée. Elle est ensuite appliquée sur des topologies utilisant des MOSFET SiC, contrairement aux structures à IGBT Si développées dans la littérature. L’inductance magnétisante est considérée afin d’assurer un fonctionnement en commutation douce, et ainsi limiter les pertes. Un troisième chapitre propose un filtre actif innovant, intégré aux DC-DC du convertisseur. Celui-ci a pour but de réduire le volume du condensateur de filtrage des bus intermédiaires, et ainsi le volume total du convertisseur, sans dégrader la fiabilité intrinsèque de celui-ci. Son fonctionnement et son impact sur les pertes du DC-DC y sont étudiés. Enfin, le dernier chapitre est dédié à l’étude des interactions entre le convertisseur embarqué et l’infrastructure ferroviaire. Pour cela, des modèles d’infrastructure 25 kV-50 Hz ont été réalisés. Ceux ci comportent notamment un circuit original modélisant l’effet de peau dans la caténaire. Des résonances à certaines fréquences, caractéristiques de la géométrie du réseau et de la position du train sur celui-ci, ont été mises en évidence dans l’impédance vue par le train. Ces modèles ont aussi été implémentés dans un simulateur numérique, pour alimenter une maquette petite échelle de convertisseur. Ce type de test n’a, a priori, jamais été réalisé sur un transformateur électronique. Une conclusion générale et des perspectives sur les travaux présentés concluent ce mémoire

Current on-board converters, running on AC catenaries, are mainly composed by a low frequency transformer, then rectifiers, supplying traction motors through three-phase inverters. Due to volume and mass constraints on the converter, the efficiency…

Advisors/Committee Members: Ladoux, Philippe (thesis director).

Subjects/Keywords: Transformateurs électroniques; Méthodologie de dimensionnement; MOSFET SiC; Infrastructure ferroviaire; Interactions harmoniques; Power Electronic Traction Transformer (PETT); Sizing methodology; SiC MOSFET; Railway infrastructure; Harmonic interaction

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APA (6^th Edition):

Stackler, C. (2019). Transformateurs électroniques pour applications ferroviaires : Electronic transformers for railway applications. (Doctoral Dissertation). INP Toulouse. Retrieved from http://www.theses.fr/2019INPT0015

Chicago Manual of Style (16^th Edition):

Stackler, Caroline. “Transformateurs électroniques pour applications ferroviaires : Electronic transformers for railway applications.” 2019. Doctoral Dissertation, INP Toulouse. Accessed January 26, 2021. http://www.theses.fr/2019INPT0015.

MLA Handbook (7^th Edition):

Stackler, Caroline. “Transformateurs électroniques pour applications ferroviaires : Electronic transformers for railway applications.” 2019. Web. 26 Jan 2021.

Vancouver:

Stackler C. Transformateurs électroniques pour applications ferroviaires : Electronic transformers for railway applications. [Internet] [Doctoral dissertation]. INP Toulouse; 2019. [cited 2021 Jan 26]. Available from: http://www.theses.fr/2019INPT0015.

Council of Science Editors:

Stackler C. Transformateurs électroniques pour applications ferroviaires : Electronic transformers for railway applications. [Doctoral Dissertation]. INP Toulouse; 2019. Available from: http://www.theses.fr/2019INPT0015

Brno University of Technology

12. Šandera, Tomáš. Třífázový střídač pro napájení vysokootáčkového asynchronního motoru: Three-phase converter for high-speed induction motor.

Degree: 2019, Brno University of Technology

URL: http://hdl.handle.net/11012/66016

► The master’s thesis deals with design and realization of three-phase inverter for experimental high speed asynchronous motor with a mechanical power of 6 kW. The… (more)

Subjects/Keywords: Třífázový střídač; SiC MOSFET tranzistor; vysokootáčkový asynchronní motor; napěťový meziobvod; elektrolytický kondenzátor; skalární řízení; Three-phase inverter; SiC MOSFET transistor; high speed asynchronous motor; DC link; electrolytic capacitor; scalar control

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APA (6^th Edition):

Šandera, T. (2019). Třífázový střídač pro napájení vysokootáčkového asynchronního motoru: Three-phase converter for high-speed induction motor. (Thesis). Brno University of Technology. Retrieved from http://hdl.handle.net/11012/66016

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Chicago Manual of Style (16^th Edition):

Šandera, Tomáš. “Třífázový střídač pro napájení vysokootáčkového asynchronního motoru: Three-phase converter for high-speed induction motor.” 2019. Thesis, Brno University of Technology. Accessed January 26, 2021. http://hdl.handle.net/11012/66016.

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MLA Handbook (7^th Edition):

Šandera, Tomáš. “Třífázový střídač pro napájení vysokootáčkového asynchronního motoru: Three-phase converter for high-speed induction motor.” 2019. Web. 26 Jan 2021.

Vancouver:

Šandera T. Třífázový střídač pro napájení vysokootáčkového asynchronního motoru: Three-phase converter for high-speed induction motor. [Internet] [Thesis]. Brno University of Technology; 2019. [cited 2021 Jan 26]. Available from: http://hdl.handle.net/11012/66016.

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Council of Science Editors:

Šandera T. Třífázový střídač pro napájení vysokootáčkového asynchronního motoru: Three-phase converter for high-speed induction motor. [Thesis]. Brno University of Technology; 2019. Available from: http://hdl.handle.net/11012/66016

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Brno University of Technology

13. Jankovský, Martin. Průzkum trhu výkonových polovodičových součástek: Market survey of high power semiconductor devices.

Degree: 2018, Brno University of Technology

URL: http://hdl.handle.net/11012/60567

► The main topic of the work are modern high power semiconductor devices. Emerging wide-band-gap materials and their electrical characteristics are also discussed. The work is… (more)

Subjects/Keywords: Materiály s velkou šířkou zakázaného pásu; SiC; GaN; dioda; JFET; MOSFET; Tyristor; IGBT; Wide-band gap materials; SiC; GaN; diode; JFET; MOSFET; Thyristor; IGBT

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APA (6^th Edition):

Jankovský, M. (2018). Průzkum trhu výkonových polovodičových součástek: Market survey of high power semiconductor devices. (Thesis). Brno University of Technology. Retrieved from http://hdl.handle.net/11012/60567

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Chicago Manual of Style (16^th Edition):

Jankovský, Martin. “Průzkum trhu výkonových polovodičových součástek: Market survey of high power semiconductor devices.” 2018. Thesis, Brno University of Technology. Accessed January 26, 2021. http://hdl.handle.net/11012/60567.

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MLA Handbook (7^th Edition):

Jankovský, Martin. “Průzkum trhu výkonových polovodičových součástek: Market survey of high power semiconductor devices.” 2018. Web. 26 Jan 2021.

Vancouver:

Jankovský M. Průzkum trhu výkonových polovodičových součástek: Market survey of high power semiconductor devices. [Internet] [Thesis]. Brno University of Technology; 2018. [cited 2021 Jan 26]. Available from: http://hdl.handle.net/11012/60567.

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Council of Science Editors:

Jankovský M. Průzkum trhu výkonových polovodičových součástek: Market survey of high power semiconductor devices. [Thesis]. Brno University of Technology; 2018. Available from: http://hdl.handle.net/11012/60567

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University of Colorado

14. Kim, Hyeok Jin. 98% Cafe EV Power Conversion System Design.

Degree: PhD, Electrical, Computer & Energy Engineering, 2017, University of Colorado

URL: https://scholar.colorado.edu/ecen_gradetds/142

► With the stringent regulations on greenhouse gas emissions and constraints of energy sources, electrified vehicles have attracted attentions by automotive manufacturers and customers. Power conversion… (more)

Subjects/Keywords: converter; electric vehicle; inverter; MOSFET; power electronics; SiC; Electrical and Computer Engineering; Electrical and Electronics

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APA (6^th Edition):

Kim, H. J. (2017). 98% Cafe EV Power Conversion System Design. (Doctoral Dissertation). University of Colorado. Retrieved from https://scholar.colorado.edu/ecen_gradetds/142

Chicago Manual of Style (16^th Edition):

Kim, Hyeok Jin. “98% Cafe EV Power Conversion System Design.” 2017. Doctoral Dissertation, University of Colorado. Accessed January 26, 2021. https://scholar.colorado.edu/ecen_gradetds/142.

MLA Handbook (7^th Edition):

Kim, Hyeok Jin. “98% Cafe EV Power Conversion System Design.” 2017. Web. 26 Jan 2021.

Vancouver:

Kim HJ. 98% Cafe EV Power Conversion System Design. [Internet] [Doctoral dissertation]. University of Colorado; 2017. [cited 2021 Jan 26]. Available from: https://scholar.colorado.edu/ecen_gradetds/142.

Council of Science Editors:

Kim HJ. 98% Cafe EV Power Conversion System Design. [Doctoral Dissertation]. University of Colorado; 2017. Available from: https://scholar.colorado.edu/ecen_gradetds/142

ETH Zürich

15. Rothmund, Daniel. 10 kV SiC-Based Medium-Voltage Solid-State Transformer Concepts for 400V DC Distribution Systems.

Degree: 2018, ETH Zürich

URL: http://hdl.handle.net/20.500.11850/331208

► At the present time, the globalization and the digital revolution are the main drivers of the global economic growth, which, however, goes hand in hand… (more)

▼ At the present time, the globalization and the digital revolution are the main drivers of the global economic growth, which, however, goes hand in hand with a significant increase of the world’s energy consumption. To reduce the emission of greenhouse gases despite the rising energy demand, there are clear trends towards an increasing share of electric vehicles (EVs) on the automotive market and towards the integration of more renewable energy into the utility grid. Power electronics is one of the main enabling technologies for this fundamental change, since the distribution of the electrical power is taking place at medium-voltage (MV)-AC, whereas EV batteries or e.g. data centers (on the load-side) and photovoltaic (PV) power plants as well as wind turbines (on the generation-side) represent low-voltage (LV)-DC loads or sources, which means that MV-AC to LV-DC interfaces are required. The state-of-the-art solution for such MV-AC to LV-DC interfaces are low-frequency transformers (LFTs) with subsequent (bidirectional) AC/DC converters. There, the LFT provides the required voltage transfer ratio and galvanic isolation. For a further reduction of greenhouse gas emissions, the available electrical energy should be utilized to the highest possible extent, i.e. the energy efficiency of the entire power supply chain from the generationside to the load-side has to be increased. In this context, Solid-State Transformers (SSTs), i.e. power electronic converters with an MV connection and galvanic isolation by means of a medium-frequency (MF) transformer, are a highly attractive alternative for the realization of MV-AC to LV-DC interfaces due to their higher efficiency, high power density, and their additional control features compared to the state-ofthe- art solution. One group of high-power LV-DC loads are e.g. data centers, whose energy demand will increase significantly in the near future due to the exploding internet IP traffic. In data centers, the benefit of utilizing SSTs is even higher than for other applications, since their traditional power supply chain consists of several cascaded conversion stages with a low total efficiency, which can be omitted by the use of MV-AC to 400V DC SSTs. There, it is intended to supply individual server racks, which can reach power levels in the range of 20 . . . 40 kW, with separate SSTs with the additional advantage of substantially lower cable cross sections and/or lower losses compared to LV distribution. Therefore, a highly efficient 25 kW, 3.8 kV single-phase AC to 400V DC SST with a target efficiency of 98% is realized and experimentally verified in this thesis. Instead of interfacing the MV-AC grid with a cascaded multi-cell AC/DC converter, which consists of several series-connected converter cells employing e.g. 1200...1700V semiconductors, a single-cell approach based on the latest generation of 10 kV SiC MOSFETs is selected due to the significantly lower complexity and the higher resulting power density. There, a bidirectional… Advisors/Committee Members: Kolar, Johann W., Nee, Hans-Peter.

Subjects/Keywords: Power Electronics; Solid-state transformers (SSTs); SiC MOSFET; info:eu-repo/classification/ddc/621.3; Electric engineering

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APA (6^th Edition):

Rothmund, D. (2018). 10 kV SiC-Based Medium-Voltage Solid-State Transformer Concepts for 400V DC Distribution Systems. (Doctoral Dissertation). ETH Zürich. Retrieved from http://hdl.handle.net/20.500.11850/331208

Chicago Manual of Style (16^th Edition):

Rothmund, Daniel. “10 kV SiC-Based Medium-Voltage Solid-State Transformer Concepts for 400V DC Distribution Systems.” 2018. Doctoral Dissertation, ETH Zürich. Accessed January 26, 2021. http://hdl.handle.net/20.500.11850/331208.

MLA Handbook (7^th Edition):

Rothmund, Daniel. “10 kV SiC-Based Medium-Voltage Solid-State Transformer Concepts for 400V DC Distribution Systems.” 2018. Web. 26 Jan 2021.

Vancouver:

Rothmund D. 10 kV SiC-Based Medium-Voltage Solid-State Transformer Concepts for 400V DC Distribution Systems. [Internet] [Doctoral dissertation]. ETH Zürich; 2018. [cited 2021 Jan 26]. Available from: http://hdl.handle.net/20.500.11850/331208.

Council of Science Editors:

Rothmund D. 10 kV SiC-Based Medium-Voltage Solid-State Transformer Concepts for 400V DC Distribution Systems. [Doctoral Dissertation]. ETH Zürich; 2018. Available from: http://hdl.handle.net/20.500.11850/331208

University of Arkansas

16. Dearien, Audrey. Gating Methods for High-Voltage Silicon Carbide Power MOSFETs.

Degree: MSEE, 2018, University of Arkansas

URL: https://scholarworks.uark.edu/etd/2794

► The objective of this thesis is to assess the challenges associated with driving Silicon Carbide (SiC) power devices, and to compare the potential gate… (more)

▼ The objective of this thesis is to assess the challenges associated with driving Silicon Carbide (SiC) power devices, and to compare the potential gate drive methods for these devices which address those challenges. SiC power devices present many benefits that make them suitable for next generation automotive, power utility grid, and energy management applications. High efficiency, increased power density, and reliability at high-temperatures are some of the main benefits of SiC technology. However, the many challenges associated with these devices have prevented their adoption into industry applications. The argument is made in this thesis that the gate driver is a key component in providing proper control to enable the reliable and high performance of these devices. Thus, as the main control mechanism, the gate driver topology should be carefully considered in the design of SiC-based converters. In this thesis, the main issues and challenges of operating SiC power devices will be explored, and the common mitigation techniques will be discussed. Next, the switching operation of the SiC power MOSFET and the loss analysis will be performed for the voltage-mode and current-mode drivers. Additionally, a solution incorporating a multi-level voltage-mode driver is proposed as an alternative to the other methods. The comparison of these techniques and their ability mitigate EMI and other negative consequences of fast-switching while minimizing switching energy losses will be analyzed. This is done through the comparison of the methods based on the analytical approach, through the use of simulations using device models, and through experimentation. The multi-level driver is found to be good alternative to the conventional voltage-mode driver, and is thus assessed in detail in the experiments. Finally, the considerations for the experimental setup using the double pulse test (DPT) is also discussed. Conclusions are made based on the performance of the device under multi-level turn-off, and future considerations for enabling the next generation high-voltage SiC MOSFETs are discussed. Advisors/Committee Members: Homer Mantooth, Simon Ang, Juan Balda.

Subjects/Keywords: Gate Driver; MOSFET; Power Electronics; SiC; Silicon Carbide; Electrical and Electronics; Power and Energy

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APA (6^th Edition):

Dearien, A. (2018). Gating Methods for High-Voltage Silicon Carbide Power MOSFETs. (Masters Thesis). University of Arkansas. Retrieved from https://scholarworks.uark.edu/etd/2794

Chicago Manual of Style (16^th Edition):

Dearien, Audrey. “Gating Methods for High-Voltage Silicon Carbide Power MOSFETs.” 2018. Masters Thesis, University of Arkansas. Accessed January 26, 2021. https://scholarworks.uark.edu/etd/2794.

MLA Handbook (7^th Edition):

Dearien, Audrey. “Gating Methods for High-Voltage Silicon Carbide Power MOSFETs.” 2018. Web. 26 Jan 2021.

Vancouver:

Dearien A. Gating Methods for High-Voltage Silicon Carbide Power MOSFETs. [Internet] [Masters thesis]. University of Arkansas; 2018. [cited 2021 Jan 26]. Available from: https://scholarworks.uark.edu/etd/2794.

Council of Science Editors:

Dearien A. Gating Methods for High-Voltage Silicon Carbide Power MOSFETs. [Masters Thesis]. University of Arkansas; 2018. Available from: https://scholarworks.uark.edu/etd/2794

University of Tennessee – Knoxville

17. Huang, Xingxuan. Design and Switching Performance Evaluation of a 10 kV SiC MOSFET Based Phase Leg for Medium Voltage Applications.

Degree: MS, Electrical Engineering, 2019, University of Tennessee – Knoxville

URL: https://trace.tennessee.edu/utk_gradthes/5464

► 10 kV SiC MOSFETs are promising to substantially boost the performance of future medium voltage (MV) converters, ranging from MV motor drives to fast charging… (more)

Subjects/Keywords: 10 kV SiC MOSFET; phase leg; gate driver; switching performance; double pulse test

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APA (6^th Edition):

Huang, X. (2019). Design and Switching Performance Evaluation of a 10 kV SiC MOSFET Based Phase Leg for Medium Voltage Applications. (Thesis). University of Tennessee – Knoxville. Retrieved from https://trace.tennessee.edu/utk_gradthes/5464

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Chicago Manual of Style (16^th Edition):

Huang, Xingxuan. “Design and Switching Performance Evaluation of a 10 kV SiC MOSFET Based Phase Leg for Medium Voltage Applications.” 2019. Thesis, University of Tennessee – Knoxville. Accessed January 26, 2021. https://trace.tennessee.edu/utk_gradthes/5464.

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Not specified: Masters Thesis or Doctoral Dissertation

MLA Handbook (7^th Edition):

Huang, Xingxuan. “Design and Switching Performance Evaluation of a 10 kV SiC MOSFET Based Phase Leg for Medium Voltage Applications.” 2019. Web. 26 Jan 2021.

Vancouver:

Huang X. Design and Switching Performance Evaluation of a 10 kV SiC MOSFET Based Phase Leg for Medium Voltage Applications. [Internet] [Thesis]. University of Tennessee – Knoxville; 2019. [cited 2021 Jan 26]. Available from: https://trace.tennessee.edu/utk_gradthes/5464.

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Council of Science Editors:

Huang X. Design and Switching Performance Evaluation of a 10 kV SiC MOSFET Based Phase Leg for Medium Voltage Applications. [Thesis]. University of Tennessee – Knoxville; 2019. Available from: https://trace.tennessee.edu/utk_gradthes/5464

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Virginia Tech

18. Rong, Yu. A Synchronous Distributed Control and Communication Network for High-Frequency SiC-Based Modular Power Converters.

Degree: MS, Electrical Engineering, 2019, Virginia Tech

URL: http://hdl.handle.net/10919/96395

► The power electronics building block (PEBB) concept is proposed for medium-voltage converter applications in order to realize the modular design of the power stage. Traditionally,… (more)

Subjects/Keywords: communication network; distributed control; synchronization; low latency; modular power converters; SiC MOSFET

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APA (6^th Edition):

Rong, Y. (2019). A Synchronous Distributed Control and Communication Network for High-Frequency SiC-Based Modular Power Converters. (Masters Thesis). Virginia Tech. Retrieved from http://hdl.handle.net/10919/96395

Chicago Manual of Style (16^th Edition):

Rong, Yu. “A Synchronous Distributed Control and Communication Network for High-Frequency SiC-Based Modular Power Converters.” 2019. Masters Thesis, Virginia Tech. Accessed January 26, 2021. http://hdl.handle.net/10919/96395.

MLA Handbook (7^th Edition):

Rong, Yu. “A Synchronous Distributed Control and Communication Network for High-Frequency SiC-Based Modular Power Converters.” 2019. Web. 26 Jan 2021.

Vancouver:

Rong Y. A Synchronous Distributed Control and Communication Network for High-Frequency SiC-Based Modular Power Converters. [Internet] [Masters thesis]. Virginia Tech; 2019. [cited 2021 Jan 26]. Available from: http://hdl.handle.net/10919/96395.

Council of Science Editors:

Rong Y. A Synchronous Distributed Control and Communication Network for High-Frequency SiC-Based Modular Power Converters. [Masters Thesis]. Virginia Tech; 2019. Available from: http://hdl.handle.net/10919/96395

Virginia Tech

19. Wang, Jun. Switching-Cycle Control and Sensing Techniques for High-Density SiC-Based Modular Converters.

Degree: PhD, Electrical Engineering, 2018, Virginia Tech

URL: http://hdl.handle.net/10919/83518

► Nowadays high power density has become an emerging need for the medium-voltage (MV) high-power converters in applications of power distribution systems in urban areas and… (more)

▼ Nowadays high power density has become an emerging need for the medium-voltage (MV) high-power converters in applications of power distribution systems in urban areas and transportation carriers like ship, airplane, and so forth. The limited footprint or space resource cost such immensely high price that introducing expensive advanced equipment to save space becomes a cost-effective option. To this end, replacing conventional Si IGBT with the superior SiC MOSFET to elevate the power density of MV modular converters has been defined as the concentration of this research work. As the modular multilevel converter (MMC) is the most typical modular converter for high power applications, the research topic is narrowed down to study the SiC MOSFET-based MMC. Fundamentals of the MMC is firstly investigated by introducing a proposed state-space switching model, followed by unveiling all possible operation scenarios of the MMC. The lower-frequency energy fluctuation on passive components of the MMC is interpreted and prior-art approaches to overcome it are presented. By scrutinizing the converter's switching states, a new switching-cycle control (SCC) approach is proposed to balance the capacitor energy within one switching cycle is explored. An open-loop model-predictive method is leveraged to study the behavior of the SCC, and then a hybrid-current-mode (HCM) approach to realize the closed-loop SCC on hardware is proposed and verified in simulation. In order to achieve the hybrid-current-mode SCC (HCM-SCC), a high-performance Rogowski switch-current sensor (RSCS) is proposed and developed. As sensing the switching current is a critical necessity for HCM-SCC, the RSCS is designed to meet all the requirement for the control purposes. A PCB-embedded shielding design is proposed to improve the sensor accuracy under high dv/dt noises caused by the rapid switching transients of SiC MOSFET. The overall system and control validations have been conducted on a high-power MMC prototype. The basic unit of the MMC prototype is a SiC Power Electronics Building Block (PEBB) rated at 1 kV DC bus voltage. Owing to the proposed SCC, the PEBB development has achieved high power density with considerable reduction of passive component size. Finally, experimental results exhibit the excellent performance of the RSCS and the HCM-SCC. Advisors/Committee Members: Boroyevich, Dushan (committeechair), Burgos, Rolando (committeechair), De La Reelopez, Jaime (committee member), Wicks, Alfred L. (committee member), Lee, Fred C. (committee member).

Subjects/Keywords: High-density; SiC MOSFET; modular multilevel converter; switching-cycle control; Rogowski switch-current sensor

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APA (6^th Edition):

Wang, J. (2018). Switching-Cycle Control and Sensing Techniques for High-Density SiC-Based Modular Converters. (Doctoral Dissertation). Virginia Tech. Retrieved from http://hdl.handle.net/10919/83518

Chicago Manual of Style (16^th Edition):

Wang, Jun. “Switching-Cycle Control and Sensing Techniques for High-Density SiC-Based Modular Converters.” 2018. Doctoral Dissertation, Virginia Tech. Accessed January 26, 2021. http://hdl.handle.net/10919/83518.

MLA Handbook (7^th Edition):

Wang, Jun. “Switching-Cycle Control and Sensing Techniques for High-Density SiC-Based Modular Converters.” 2018. Web. 26 Jan 2021.

Vancouver:

Wang J. Switching-Cycle Control and Sensing Techniques for High-Density SiC-Based Modular Converters. [Internet] [Doctoral dissertation]. Virginia Tech; 2018. [cited 2021 Jan 26]. Available from: http://hdl.handle.net/10919/83518.

Council of Science Editors:

Wang J. Switching-Cycle Control and Sensing Techniques for High-Density SiC-Based Modular Converters. [Doctoral Dissertation]. Virginia Tech; 2018. Available from: http://hdl.handle.net/10919/83518

Virginia Tech

20. Mocevic, Slavko. PCB-Embedded Phase Current Sensor and Short-Circuit Detector for High Power SiC-Based Converters.

Degree: MS, Electrical Engineering, 2018, Virginia Tech

URL: http://hdl.handle.net/10919/84348

► Together with renewable sources, electric vehicle will play an important role as a part of sustainable and renewable energy future by significantly reducing emissions of… (more)

Subjects/Keywords: SiC MOSFET; Rogowski coil; switch current sensor; phase current sensor; short-circuit protection; desaturation

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APA (6^th Edition):

Mocevic, S. (2018). PCB-Embedded Phase Current Sensor and Short-Circuit Detector for High Power SiC-Based Converters. (Masters Thesis). Virginia Tech. Retrieved from http://hdl.handle.net/10919/84348

Chicago Manual of Style (16^th Edition):

Mocevic, Slavko. “PCB-Embedded Phase Current Sensor and Short-Circuit Detector for High Power SiC-Based Converters.” 2018. Masters Thesis, Virginia Tech. Accessed January 26, 2021. http://hdl.handle.net/10919/84348.

MLA Handbook (7^th Edition):

Mocevic, Slavko. “PCB-Embedded Phase Current Sensor and Short-Circuit Detector for High Power SiC-Based Converters.” 2018. Web. 26 Jan 2021.

Vancouver:

Mocevic S. PCB-Embedded Phase Current Sensor and Short-Circuit Detector for High Power SiC-Based Converters. [Internet] [Masters thesis]. Virginia Tech; 2018. [cited 2021 Jan 26]. Available from: http://hdl.handle.net/10919/84348.

Council of Science Editors:

Mocevic S. PCB-Embedded Phase Current Sensor and Short-Circuit Detector for High Power SiC-Based Converters. [Masters Thesis]. Virginia Tech; 2018. Available from: http://hdl.handle.net/10919/84348

21. Kampitsis, Georgios. Συμβολή στην ανάπτυξη μετατροπέων ισχύος με ημιαγωγούς καρβιδίου του πυριτίου και συμβατότητα με τους κώδικες δικτύου.

Degree: 2016, National Technical University of Athens (NTUA); Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο (ΕΜΠ)

URL: http://hdl.handle.net/10442/hedi/38467

►

In this Ph.D. dissertation, the utilization of Silicon Carbide (SiC) power devices in a grid connected photovoltaic (PV) inverter is investigated. Advanced control techniques for… (more)

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In this Ph.D. dissertation, the utilization of Silicon Carbide (SiC) power devices in a grid connected photovoltaic (PV) inverter is investigated. Advanced control techniques for ensuring compliance with the interconnection Standards and the new grid code requirements are also developed. A thorough investigation of the conduction and switching properties of the newly introduced semiconductor devices is initially carried out. Emphasis is placed on the characterization of SiC Junction Field Effect Transistors (JFETs) and Metal Oxide Field Effect Transistors (MOSFETs) during third-quadrant operation and reverse recovery. The study is also focused on the response of the SiC power transistors in hard switch faults and faults under load conditions. Special attention is given on the effect of the parasitic inductance on the short circuit progression. A destructive test is performed in order to obtain the short circuit withstand capability and the failure mechanism of each type of semiconductor. Experiments conducted with both Si and SiC devices show the superiority of the latter in terms of system efficiency, stability and endurance in high power and confirm the ruggedness that SiC devices exhibit outside their safe operating area. A universal, ac–coupled driving circuit applicable to both normally-on and normally-off SiC semiconductors is proposed, utilizing forward bias during conduction state. The prototype is investigated in terms of efficiency, considering both conduction and switching losses. The theoretical results are experimentally validated, while advantages over alternative gate drive circuits are recorded. An advanced overcurrent protection scheme is also proposed, able to address gate drive power failure and prevent the overvoltage caused by an abrupt turn-off of the short circuit current. The proposed driving and protection circuits constitute the basic structure of the developed grid connected, three phase, all-SiC PV inverter. Advanced phase locked loop (PLL) techniques are implemented, in discrete time, in the digital controller and tested under grid disturbances, such as phase voltage sags and frequency fluctuations. The exceptional dynamic response of the developed proportional-resonant (PR) current controller during abrupt changes of the active and reactive power references is validated through simulations in Matlab/Simulink and experimental testing in the 5 kW PV inverter prototype. In addition, new control strategies for meeting the Fault Ride Through (FRT) requirements, according to the latest grid codes, are developed and experimentally tested. The proposed control technique offers voltage support capability during symmetrical and asymmetrical voltage sags, while the output current is kept within the predefined limits and the dc-link voltage overshoot is mitigated.

Στην παρούσα διδακτορική διατριβή μελετάται η αξιοποίηση των ημιαγωγικών διακοπτών καρβιδίου του πυριτίου (SiC) σε μετατροπείς ισχύος διασυνδεδεμένων φωτοβολταϊκών (Φ/Β) σταθμών. Παράλληλα, αναπτύσσονται εξελιγμένες στρατηγικές ελέγχου…

Subjects/Keywords: Ανάστροφη αποκατάσταση; Αντιστροφέας; Αξιοπιστία; Βραχυκύκλωμα; Δυνατότητα αδιάλειπτης λειτουργίας; Καρβίδιο του πυριτίου; Κύκλωμα οδήγησης; Μηχανισμός διάσπασης; Κώδικες δικτύου; Φωτοβολταϊκά; SiC JFET; SiC MOSFET; Driver circuits; Failure mechanism; Fault Ride Through Capability; Grid Codes; Grid connected inverter; Photovoltaic; Reliability; Reverse recovery; Short circuit; Silicon Carbide (SiC); SiC JFET; SiC MOSFET

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APA (6^th Edition):

Kampitsis, G. (2016). Συμβολή στην ανάπτυξη μετατροπέων ισχύος με ημιαγωγούς καρβιδίου του πυριτίου και συμβατότητα με τους κώδικες δικτύου. (Thesis). National Technical University of Athens (NTUA); Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο (ΕΜΠ). Retrieved from http://hdl.handle.net/10442/hedi/38467

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Chicago Manual of Style (16^th Edition):

Kampitsis, Georgios. “Συμβολή στην ανάπτυξη μετατροπέων ισχύος με ημιαγωγούς καρβιδίου του πυριτίου και συμβατότητα με τους κώδικες δικτύου.” 2016. Thesis, National Technical University of Athens (NTUA); Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο (ΕΜΠ). Accessed January 26, 2021. http://hdl.handle.net/10442/hedi/38467.

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MLA Handbook (7^th Edition):

Kampitsis, Georgios. “Συμβολή στην ανάπτυξη μετατροπέων ισχύος με ημιαγωγούς καρβιδίου του πυριτίου και συμβατότητα με τους κώδικες δικτύου.” 2016. Web. 26 Jan 2021.

Vancouver:

Kampitsis G. Συμβολή στην ανάπτυξη μετατροπέων ισχύος με ημιαγωγούς καρβιδίου του πυριτίου και συμβατότητα με τους κώδικες δικτύου. [Internet] [Thesis]. National Technical University of Athens (NTUA); Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο (ΕΜΠ); 2016. [cited 2021 Jan 26]. Available from: http://hdl.handle.net/10442/hedi/38467.

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Council of Science Editors:

Kampitsis G. Συμβολή στην ανάπτυξη μετατροπέων ισχύος με ημιαγωγούς καρβιδίου του πυριτίου και συμβατότητα με τους κώδικες δικτύου. [Thesis]. National Technical University of Athens (NTUA); Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο (ΕΜΠ); 2016. Available from: http://hdl.handle.net/10442/hedi/38467

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Virginia Tech

22. Chen, Zheng. Characterization and Modeling of High-Switching-Speed Behavior of SiC Active Devices.

Degree: MS, Electrical and Computer Engineering, 2009, Virginia Tech

URL: http://hdl.handle.net/10919/30778

► To support the study of potential utilization of the emerging silicon carbide (SiC) devices, two SiC active switches, namely 1.2 kV, 5 A SiC JFET… (more)

▼ To support the study of potential utilization of the emerging silicon carbide (SiC) devices, two SiC active switches, namely 1.2 kV, 5 A SiC JFET manufactured by SiCED, and 1.2 kV, 20 A SiC MOSFET by CREE, have been investigated systematically in this thesis. The static and switching characteristics of the two switches have firstly been characterized to get the basic device information. Specific issues in the respective characterization process have been explored and discussed. Many of the characterization procedures presented are generic, so that they can be applied to the study of any future SiC unipolar active switches. Based on the characterization data, different modeling procedures have also been introduced for the two SiC devices. Considerations and measures about model improvement have been investigated and discussed, such as predicting the MOSFET transfer characteristics under high drain-source bias from switching waveforms. Both models have been verified by comparing simulation waveforms with the experimental results. imitations of each model have been explained as well. In order to capture the parasitic ringing in the very fast switching transients, a modeling methodology has also been proposed considering the circuit parasitics, with which a device-package combined simulation can be conducted to reproduce the detailed switching waveforms during the commutation process. This simulation, however, is inadequate to provide deep insights into the physics behind the ringing. Therefore a parametric study has also been conducted about the influence of parasitic impedances on the deviceâ s high-speed switching behavior. The main contributors to the parasitic oscillations have been identified to be the switching loop inductance and the device output junction capacitances. The effects of different parasitic components on the device stresses, switching energies, as well as electromagnetic interference (EMI) have all been thoroughly analyzed, whose results exhibit that the parasitic ringing fundamentally does not increase the switching loss but worsens the device stresses and EMI radiation. Based on the parametric study results, this thesis finally compares the difference of SiC JFET and MOSFET in their respective switching behavior, comes up with the concept of device switching speed limit under circuit parasitics, and establishes a general design guideline for high-speed switching circuits on device selection and layout optimization. Advisors/Committee Members: Boroyevich, Dushan (committeechair), Ngo, Khai D. T. (committee member), Wang, Fei Fred (committee member).

Subjects/Keywords: SiC MOSFET; SiC JFET; High switching speed; Parasitic impedances; Parametric study; Modeling; Characterization

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APA (6^th Edition):

Chen, Z. (2009). Characterization and Modeling of High-Switching-Speed Behavior of SiC Active Devices. (Masters Thesis). Virginia Tech. Retrieved from http://hdl.handle.net/10919/30778

Chicago Manual of Style (16^th Edition):

Chen, Zheng. “Characterization and Modeling of High-Switching-Speed Behavior of SiC Active Devices.” 2009. Masters Thesis, Virginia Tech. Accessed January 26, 2021. http://hdl.handle.net/10919/30778.

MLA Handbook (7^th Edition):

Chen, Zheng. “Characterization and Modeling of High-Switching-Speed Behavior of SiC Active Devices.” 2009. Web. 26 Jan 2021.

Vancouver:

Chen Z. Characterization and Modeling of High-Switching-Speed Behavior of SiC Active Devices. [Internet] [Masters thesis]. Virginia Tech; 2009. [cited 2021 Jan 26]. Available from: http://hdl.handle.net/10919/30778.

Council of Science Editors:

Chen Z. Characterization and Modeling of High-Switching-Speed Behavior of SiC Active Devices. [Masters Thesis]. Virginia Tech; 2009. Available from: http://hdl.handle.net/10919/30778

23. Harahap, Charles Ronald. Fully FPGA-Based Permanent Magnet Synchronous Motor Speed Control System Using Two-Degrees-of- Freedom Method Designed by Fictitious Reference Iterative Tuning : 擬似参照信号反復調整法で設計した2自由度制御手法を用いた全FPGA永久磁石同期電動機速度制御系に関する研究.

Degree: 博士（工学）, 2017, Kyushu Institute of Technology / 九州工業大学

URL: http://hdl.handle.net/10228/00006320

►

This dissertation proposes proportional-integral/proportional (PI-P) gain controller parameter tuning in a two-degrees-of-freedom (2DOF) control system using the fictitious reference iterative tuning (FRIT) method for permanent… (more)

▼

This dissertation proposes proportional-integral/proportional (PI-P) gain controller parameter tuning in a two-degrees-of-freedom (2DOF) control system using the fictitious reference iterative tuning (FRIT) method for permanent magnet synchronous motor (PMSM) speed control using a field-programmable gate array (FPGA) for a high-frequency SiC MOSFET inverter. The PI-P controller parameters can be tuned using the FRIT method from one-shot experimental data without using a mathematical model of the plant. FRIT method is used to tune PI-P controller parameters for both step response and disturbance response. A virtual disturbance reference method is proposed in FRIT method where the position of disturbance can be moved virtually to the position of reference so that PI-P controller parameters are designed for both step response and disturbance response at the same time and PI-P controller parameters are not designed separately. Particle swarm optimization is used for FRIT optimization. An inverter that uses a SiC MOSFET is presented to achieve high-frequency operation at up to 100 kHz using a switching pulse-width modulation (PWM) technique. As a result, a high responsivity and high stability PMSM control system is achieved, where the speed response follows the desired response characteristic for both the step response and the disturbance response. High responsivity and disturbance rejection can be achieved using the 2DOF control system. FPGA-based digital hardware control is used to maximize the switching frequency of the SiC MOSFET inverter. Finally, an experimental system is set up and experimental results are presented to prove the viability of the proposed method.

九州工業大学博士学位論文学位記番号:生工博甲第285号学位授与年月日:平成29年3月24日

1 Introduction|2 Permanent Magnet Synchronous Motor Speed Control|3 Controller Design using Fictitious Reference Iterative Tuning for PMSM Speed Control|4 Design 2DOF PI-P Controller using Fictitious Reference Iterative Tuning- Particle Swarm Optimization Method (FRIT-PSO Method)|5 Experimental and Results|6 Conclusions

平成28年度

Advisors/Committee Members: 花本, 剛士.

Subjects/Keywords: Fictitious Reference Iterative Tuning; Field-Programmable Gate Array (FPGA); Two-Degrees-of-Freedom (2DOF); Permanent Magnet Synchronous Motor; SiC MOSFET Inverter

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APA (6^th Edition):

Harahap, . C. R. (2017). Fully FPGA-Based Permanent Magnet Synchronous Motor Speed Control System Using Two-Degrees-of- Freedom Method Designed by Fictitious Reference Iterative Tuning : 擬似参照信号反復調整法で設計した2自由度制御手法を用いた全FPGA永久磁石同期電動機速度制御系に関する研究. (Thesis). Kyushu Institute of Technology / 九州工業大学. Retrieved from http://hdl.handle.net/10228/00006320

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Chicago Manual of Style (16^th Edition):

Harahap, Charles Ronald. “Fully FPGA-Based Permanent Magnet Synchronous Motor Speed Control System Using Two-Degrees-of- Freedom Method Designed by Fictitious Reference Iterative Tuning : 擬似参照信号反復調整法で設計した2自由度制御手法を用いた全FPGA永久磁石同期電動機速度制御系に関する研究.” 2017. Thesis, Kyushu Institute of Technology / 九州工業大学. Accessed January 26, 2021. http://hdl.handle.net/10228/00006320.

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MLA Handbook (7^th Edition):

Harahap, Charles Ronald. “Fully FPGA-Based Permanent Magnet Synchronous Motor Speed Control System Using Two-Degrees-of- Freedom Method Designed by Fictitious Reference Iterative Tuning : 擬似参照信号反復調整法で設計した2自由度制御手法を用いた全FPGA永久磁石同期電動機速度制御系に関する研究.” 2017. Web. 26 Jan 2021.

Vancouver:

Harahap CR. Fully FPGA-Based Permanent Magnet Synchronous Motor Speed Control System Using Two-Degrees-of- Freedom Method Designed by Fictitious Reference Iterative Tuning : 擬似参照信号反復調整法で設計した2自由度制御手法を用いた全FPGA永久磁石同期電動機速度制御系に関する研究. [Internet] [Thesis]. Kyushu Institute of Technology / 九州工業大学; 2017. [cited 2021 Jan 26]. Available from: http://hdl.handle.net/10228/00006320.

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Council of Science Editors:

Harahap CR. Fully FPGA-Based Permanent Magnet Synchronous Motor Speed Control System Using Two-Degrees-of- Freedom Method Designed by Fictitious Reference Iterative Tuning : 擬似参照信号反復調整法で設計した2自由度制御手法を用いた全FPGA永久磁石同期電動機速度制御系に関する研究. [Thesis]. Kyushu Institute of Technology / 九州工業大学; 2017. Available from: http://hdl.handle.net/10228/00006320

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24. Speer, Kevin M. The Silicon Carbide Vacuum Field-Effect Transistor (VacFET).

Degree: PhD, EECS - Electrical Engineering, 2011, Case Western Reserve University School of Graduate Studies

URL: http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=case1301445427

► A novel field-effect transistor architecture is introduced that uses a micromachined, sealed vacuum cavity as the gate dielectric and 4H-SiC as the semiconductor material.… (more)

Subjects/Keywords: Electrical Engineering; Materials Science; Solid State Physics; silicon carbide; field-effect transistor; MOSFET; 4H-SiC; vacuum; gate dielectric; interface states

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APA (6^th Edition):

Speer, K. M. (2011). The Silicon Carbide Vacuum Field-Effect Transistor (VacFET). (Doctoral Dissertation). Case Western Reserve University School of Graduate Studies. Retrieved from http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=case1301445427

Chicago Manual of Style (16^th Edition):

Speer, Kevin M. “The Silicon Carbide Vacuum Field-Effect Transistor (VacFET).” 2011. Doctoral Dissertation, Case Western Reserve University School of Graduate Studies. Accessed January 26, 2021. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=case1301445427.

MLA Handbook (7^th Edition):

Speer, Kevin M. “The Silicon Carbide Vacuum Field-Effect Transistor (VacFET).” 2011. Web. 26 Jan 2021.

Vancouver:

Speer KM. The Silicon Carbide Vacuum Field-Effect Transistor (VacFET). [Internet] [Doctoral dissertation]. Case Western Reserve University School of Graduate Studies; 2011. [cited 2021 Jan 26]. Available from: http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=case1301445427.

Council of Science Editors:

Speer KM. The Silicon Carbide Vacuum Field-Effect Transistor (VacFET). [Doctoral Dissertation]. Case Western Reserve University School of Graduate Studies; 2011. Available from: http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=case1301445427

Brno University of Technology

25. Španěl, Petr. Spínané zdroje: Switched Mode Power Supplies.

Degree: 2020, Brno University of Technology

URL: http://hdl.handle.net/11012/195559

► This thesis deals with switched mode power supplies based on resonant principle to achieve high efficiency. Several ways of switched mode power supplies optimalisation are… (more)

Subjects/Keywords: Rezonance; rezonanční měnič; sériová rezonance; spínaný zdroj; vysoká účinnost; SiC MOSFET; TO-247-4L; sériový rezonanční měnič; spínání v nule proudu; 3. generace SiC; Resonance; resonance converter; series resonance; switched mode power supply; high efficiency; SiC MOSFET; TO-247-4L; series resonant converter; zero voltage switching; 3rd generation SiC

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APA (6^th Edition):

Španěl, P. (2020). Spínané zdroje: Switched Mode Power Supplies. (Thesis). Brno University of Technology. Retrieved from http://hdl.handle.net/11012/195559

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Chicago Manual of Style (16^th Edition):

Španěl, Petr. “Spínané zdroje: Switched Mode Power Supplies.” 2020. Thesis, Brno University of Technology. Accessed January 26, 2021. http://hdl.handle.net/11012/195559.

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MLA Handbook (7^th Edition):

Španěl, Petr. “Spínané zdroje: Switched Mode Power Supplies.” 2020. Web. 26 Jan 2021.

Vancouver:

Španěl P. Spínané zdroje: Switched Mode Power Supplies. [Internet] [Thesis]. Brno University of Technology; 2020. [cited 2021 Jan 26]. Available from: http://hdl.handle.net/11012/195559.

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Not specified: Masters Thesis or Doctoral Dissertation

Council of Science Editors:

Španěl P. Spínané zdroje: Switched Mode Power Supplies. [Thesis]. Brno University of Technology; 2020. Available from: http://hdl.handle.net/11012/195559

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Not specified: Masters Thesis or Doctoral Dissertation

26. Ouaida, Rémy. Vieillissement et mécanismes de dégradation sur des composants de puissance en carbure de silicium (SIC) pour des applications haute température : Aging and mechanisms on SiC power component for high temperature applications.

Degree: Docteur es, Génie électrique, 2014, Université Claude Bernard – Lyon I

URL: http://www.theses.fr/2014LYO10228

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Dans les années 2000, les composants de puissance en carbure de silicium (SiC) font leur apparition sur le marché industriel offrant d'excellentes performances. Elles se… (more)

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Dans les années 2000, les composants de puissance en carbure de silicium (SiC) font leur apparition sur le marché industriel offrant d'excellentes performances. Elles se traduisent par de meilleurs rendements et des fréquences de découpage plus élevées, entrainant une réduction significative du volume et de la masse des convertisseurs de puissance. Le SiC présente de plus un potentiel important de fonctionnement en haute température (>200°C) et permet donc d'envisager de placer l'électronique dans des environnements très contraints jusqu'alors inaccessibles. Pourtant les parts de marche du SiC restent limitées dans l'industrie vis à vis du manque de retour d'expérience concernant la fiabilité de ces technologies relativement nouvelles. Cette question reste aujourd'hui sans réponse et c'est avec cet objectif qu'a été menée cette étude axée sur le vieillissement et l'analyse des mécanismes de dégradation sur des composants de puissance SiC pour des applications haute température. Les tests de vieillissement ont été réalisés sur des transistors MOSFET SiC car ces composants attirent les industriels grâce à leur simplicité de commande et leur sécurité "normalement bloqué" (Normally-OFF). Néanmoins, la fiabilité de l'oxyde de grille est le paramètre limitant de cette structure. C'est pourquoi l'étude de la dérive de la tension de seuil a été mesurée avec une explication du phénomène d'instabilité du VTH. Les résultats ont montré qu'avec l'amélioration des procédés de fabrication, l'oxyde du MOSFET est robuste même pour des températures élevées (jusqu'à 300°C) atteintes grâce à un packaging approprié. Les durées de vie moyennes ont été extraites grâce à un banc de vieillissement accéléré développé pour cette étude. Des analyses macroscopiques ont été réalisées afin d'observer l'évolution des paramètres électriques en fonction du temps. Des études microscopiques sont conduites dans l'objectif d'associer l'évolution des caractéristiques électriques par rapport aux dégradations physiques internes à la puce. Pour notre véhicule de test, la défaillance se traduit par un emballement du courant de grille en régime statique et par l'apparition de fissures dans le poly-Silicium de la grille. Pour finir, une étude de comparaison avec des nouveaux transistors MOSFET a été réalisée. Ainsi l'analogie entre ces composants s'est portée sur des performances statiques, dynamiques, dérivé de la tension de seuil et sur la durée de vie moyenne dans le test de vieillissement. Le fil rouge de ces travaux de recherche est une analyse des mécanismes de dégradation avec une méthodologie rigoureuse permettant la réalisation d'une étude de fiabilité. Ces travaux peuvent servir de base pour toutes analyses d'anticipation de défaillances avec une estimation de la durée de vie extrapolée aux températures de l'application visée

Since 2000, Silicon Carbide (SiC) power devices have been available on the market offering tremendous performances. This leads to really high efficiency power systems, and allows achieving significative improvements in terms…

Advisors/Committee Members: Joubert, Charles (thesis director), Brosselard, Pierre (thesis director), Oge, Sébastien (thesis director).

Subjects/Keywords: MOSFET SiC; Robustesse d’oxyde; Dérive de la tension de seuil; Emballement du courant de fuite de grille statique; Mécanisme de défaillance; Loi de vieillissement; MOSFET SiC; Oxide robustness; Threshold voltage instability; Gate leakage current; Failure mechanism; Lifetime estimation; 621.31

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APA (6^th Edition):

Ouaida, R. (2014). Vieillissement et mécanismes de dégradation sur des composants de puissance en carbure de silicium (SIC) pour des applications haute température : Aging and mechanisms on SiC power component for high temperature applications. (Doctoral Dissertation). Université Claude Bernard – Lyon I. Retrieved from http://www.theses.fr/2014LYO10228

Chicago Manual of Style (16^th Edition):

Ouaida, Rémy. “Vieillissement et mécanismes de dégradation sur des composants de puissance en carbure de silicium (SIC) pour des applications haute température : Aging and mechanisms on SiC power component for high temperature applications.” 2014. Doctoral Dissertation, Université Claude Bernard – Lyon I. Accessed January 26, 2021. http://www.theses.fr/2014LYO10228.

MLA Handbook (7^th Edition):

Ouaida, Rémy. “Vieillissement et mécanismes de dégradation sur des composants de puissance en carbure de silicium (SIC) pour des applications haute température : Aging and mechanisms on SiC power component for high temperature applications.” 2014. Web. 26 Jan 2021.

Vancouver:

Ouaida R. Vieillissement et mécanismes de dégradation sur des composants de puissance en carbure de silicium (SIC) pour des applications haute température : Aging and mechanisms on SiC power component for high temperature applications. [Internet] [Doctoral dissertation]. Université Claude Bernard – Lyon I; 2014. [cited 2021 Jan 26]. Available from: http://www.theses.fr/2014LYO10228.

Council of Science Editors:

Ouaida R. Vieillissement et mécanismes de dégradation sur des composants de puissance en carbure de silicium (SIC) pour des applications haute température : Aging and mechanisms on SiC power component for high temperature applications. [Doctoral Dissertation]. Université Claude Bernard – Lyon I; 2014. Available from: http://www.theses.fr/2014LYO10228

27. Santini, Thomas. Contribution à l'étude de la fiabilité des MOSFETs en carbure de silicium : Study of silicon carbide MOSFETs reliability.

Degree: Docteur es, Génie électrique, 2016, Lyon

URL: http://www.theses.fr/2016LYSEI021

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Ces dernières années ont vu apparaître sur le marché les premiers transistors de puissance de type MOSFET en carbure de silicium. Ce type de composant… (more)

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Ces dernières années ont vu apparaître sur le marché les premiers transistors de puissance de type MOSFET en carbure de silicium. Ce type de composant est particulièrement adapté à la réalisation d’équipement électrique à haut rendement et capable de fonctionner à haute température. Néanmoins, la question de la fiabilité doit être posée avant de pouvoir envisager la mise en œuvre de ces composants dans des applications aéronautiques ou spatiales. Les mécanismes de défaillance liés à l’oxyde de grille ont pendant longtemps retardé la mise sur le marché des transistors à grille isolée en carbure de silicium. Cette étude s’attache donc à estimer la durée de vie des MOSFET SiC de 1ére génération. Dans un premier temps, le mécanisme connu sous le nom de Time Dependent Dielectric Breakdown(TDDB) a été étudié au travers de résultats expérimentaux issus de la bibliographie. Notre analyse nous a permis de justifier de l’emploi d’une loi de Weibull pour modéliser la distribution des temps à défaillance issue de ces tests. Les résultats nous ont également permis de confirmer l’amélioration significative de la fiabilité de ces structures vis-à-vis de ce mécanisme. Dans un second temps, l’impact du mécanisme d’instabilité de la tension de seuil sur la fiabilité a été quantifié au travers de tests de vieillissement de type HTGB. Les données de dégradation ainsi collectées ont été modélisées à l’aide d’un processus gamma non-homogène, qui nous a permis de prendre en compte la variabilité entre les composants testés dans des conditions identiques et de proposer des facteurs d’accélération en tension et en température pour ce mécanisme. Enfin, ces travaux ont permis d’ouvrir la voie à la mise en œuvre d’outils de pronostic de la durée de vie résiduelle pour les équipements électriques.

Recent years have seen SiC MOSFET reach the industrial market. This type of device is particularly adapted to the design of power electronics equipment with high efficiency and high reliability capable to operate in high ambient temperature. Nevertheless the question of the SiC MOSFET reliability has to be addressed prior to considering the implementation of such devices in an aeronautic application. The failure mechanisms linked to the gate oxide of the SiC MOSFET have for a long time prevented the introduction of the device. In this manuscript we propose to study the reliability of the first generation of SiC MOSFET. First, the mechanism known as the Time–Dependent Dielectric Breakdown is studied through experimental results extracted from literature. Our study shows the successful application of a Weibull law to model the time-to-failure distribution extracted from the accelerated tests. The results show also a significant improvement of the SiC MOSFET structure with respect to this phenomenon. In a second step, the impact of the threshold voltage instability is quantified through accelerated tests known as High Temperature Gate Bias. The collected degradation data are modeled using a non-homogeneous Gamma process. This approach allows taking…

Advisors/Committee Members: Allard, Bruno (thesis director).

Subjects/Keywords: Electronique; Electronique de puissance; MOSFET SiC; Fiabilité; Durée de vie; Test de dégradation accéléré; Processus gamma; Remaining Useful Life - RUL; Electronics; Power Electronics; MOSFET SiC; Reliability; Life time; Accelerated Degradation Test; Gamma Process; Remaining Useful Life - RUL; 621.317 072

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APA (6^th Edition):

Santini, T. (2016). Contribution à l'étude de la fiabilité des MOSFETs en carbure de silicium : Study of silicon carbide MOSFETs reliability. (Doctoral Dissertation). Lyon. Retrieved from http://www.theses.fr/2016LYSEI021

Chicago Manual of Style (16^th Edition):

Santini, Thomas. “Contribution à l'étude de la fiabilité des MOSFETs en carbure de silicium : Study of silicon carbide MOSFETs reliability.” 2016. Doctoral Dissertation, Lyon. Accessed January 26, 2021. http://www.theses.fr/2016LYSEI021.

MLA Handbook (7^th Edition):

Santini, Thomas. “Contribution à l'étude de la fiabilité des MOSFETs en carbure de silicium : Study of silicon carbide MOSFETs reliability.” 2016. Web. 26 Jan 2021.

Vancouver:

Santini T. Contribution à l'étude de la fiabilité des MOSFETs en carbure de silicium : Study of silicon carbide MOSFETs reliability. [Internet] [Doctoral dissertation]. Lyon; 2016. [cited 2021 Jan 26]. Available from: http://www.theses.fr/2016LYSEI021.

Council of Science Editors:

Santini T. Contribution à l'étude de la fiabilité des MOSFETs en carbure de silicium : Study of silicon carbide MOSFETs reliability. [Doctoral Dissertation]. Lyon; 2016. Available from: http://www.theses.fr/2016LYSEI021

28. Roder, Raphaël. Intégration et fiabilité d'un disjoncteur statique silicium intelligent haute température pour application DC basse et moyenne tensions : Integration and reliability of a smart solid state circuit breaker for high temperature designed for low and medium DC voltage.

Degree: Docteur es, Electronique, 2015, Bordeaux

URL: http://www.theses.fr/2015BORD0287

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Cette thèse présente l'étude et la réalisation d'un disjoncteur statique tout silicium et intelligent pouvant fonctionner à haute température (200°C) pour des applications de type… (more)

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Cette thèse présente l'étude et la réalisation d'un disjoncteur statique tout silicium et intelligent pouvant fonctionner à haute température (200°C) pour des applications de type DC basse et moyenne tensions. Plusieurs applications dans l’aéronautique, l’automobile et les transports ferroviaires poussent les composants à semi-conducteur de puissance à être utilisés à haute température. Cependant, les Si-IGBT et Si-CoolMOSTM actuellement commercialisés ont une température de jonction spécifiée et estimée à 150°C et quelque fois à 175°C. L’une des faiblesses des convertisseurs provient de la réduction du rendement avec l’augmentation de la température de jonction des composants à semiconducteur de puissance qui peut amener à leur destruction. La solution serait d’utiliser des composants grand-gap (SiC, GaN), qui autorisent un fonctionnement à une température de jonction plus élevée ;mais ces technologies en plein essor ont un coût relativement élevé. Une solution alternative serait de faire fonctionner des composants en silicium à une température de jonction voisine de 200°C afin de conserver l’un des principaux intérêts du silicium en termes de coût. Avant de commencer, le premier chapitre portera sur un état de l’art des différentes techniques de protection aussi bien mécanique que statique afin d’identifier les éléments essentiels pour la réalisation du circuit de protection. Les disjoncteurs hybrides seront aussi abordés afin de voir comment ceux-ci arrivent à combler les lacunes des disjoncteurs mécaniques et purement électroniques (statiques). A partir du chapitre précédent, un disjoncteur statique intelligent de faible puissance sera réalisé afin de mieux cerner les différentes difficultés qui sont liées à ce type de disjoncteur. Le disjoncteur statique sera réalisé à partir de fonction analogique de telle façon à ce qui soit autonome et bas cout. Il en ressort que les inductances parasites ainsi que la température des composants à base de semi-conducteurs ont un impact significatif lors de la coupure.Le chapitre III portera sur une analyse non exhaustive, vis-à-vis de la température, de différents types d’interrupteurs contrôlés à base de semi-conducteur de puissance en s’appuyant sur plusieurs caractérisations électriques (test de conduction, tension de seuil, etc) afin de sélectionner le type d’interrupteur de puissance qui sera utilisé pour le chapitre IV. Comme il sera démontré, les composants silicium à super jonction peuvent se rapprocher du comportement des composants à base de carbure de silicium pour les basses puissances. Un disjoncteur statique 400V/63A (courant de court-circuit prédictible de 5kA) sera étudié et 4développé afin de mettre en pratique ce qui a été précédemment acquis et pour montrer la compétitivité du silicium pour cette gamme de puissance.

This thesis presents a study about a smart solid state circuit breaker which can work at 200°C forlow and medium voltage continuous applications. Some applications in aeronautics, automotive,railways, petroleum extraction push power…

Advisors/Committee Members: Vinassa, Jean-Michel (thesis director).

Subjects/Keywords: Si-IGBT; Si-CoolMOSTM; SiC-MOSFET; Application haute température; Disjoncteur statique,; Traction électrique automobile; Centre de donnée; Puissance; Si-IGBT; Si-CoolMOSTM; SiC-MOSFET; High temperature application; Solid state circuit breaker,; Automotive application; Data center; Power semiconductor

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APA (6^th Edition):

Roder, R. (2015). Intégration et fiabilité d'un disjoncteur statique silicium intelligent haute température pour application DC basse et moyenne tensions : Integration and reliability of a smart solid state circuit breaker for high temperature designed for low and medium DC voltage. (Doctoral Dissertation). Bordeaux. Retrieved from http://www.theses.fr/2015BORD0287

Chicago Manual of Style (16^th Edition):

Roder, Raphaël. “Intégration et fiabilité d'un disjoncteur statique silicium intelligent haute température pour application DC basse et moyenne tensions : Integration and reliability of a smart solid state circuit breaker for high temperature designed for low and medium DC voltage.” 2015. Doctoral Dissertation, Bordeaux. Accessed January 26, 2021. http://www.theses.fr/2015BORD0287.

MLA Handbook (7^th Edition):

Roder, Raphaël. “Intégration et fiabilité d'un disjoncteur statique silicium intelligent haute température pour application DC basse et moyenne tensions : Integration and reliability of a smart solid state circuit breaker for high temperature designed for low and medium DC voltage.” 2015. Web. 26 Jan 2021.

Vancouver:

Roder R. Intégration et fiabilité d'un disjoncteur statique silicium intelligent haute température pour application DC basse et moyenne tensions : Integration and reliability of a smart solid state circuit breaker for high temperature designed for low and medium DC voltage. [Internet] [Doctoral dissertation]. Bordeaux; 2015. [cited 2021 Jan 26]. Available from: http://www.theses.fr/2015BORD0287.

Council of Science Editors:

Roder R. Intégration et fiabilité d'un disjoncteur statique silicium intelligent haute température pour application DC basse et moyenne tensions : Integration and reliability of a smart solid state circuit breaker for high temperature designed for low and medium DC voltage. [Doctoral Dissertation]. Bordeaux; 2015. Available from: http://www.theses.fr/2015BORD0287

Kyoto University / 京都大学

29. Phankong, Nathabhat. Characterization of SiC Power Transistors for Power Conversion Circuits Based on C-V Measurement : SiCパワートランジスタのC-V測定に基づく電力変換回路のための特性評価.

Degree: 博士(工学), 2010, Kyoto University / 京都大学

URL: http://hdl.handle.net/2433/126807 ; http://dx.doi.org/10.14989/doctor.k15668

新制・課程博士

甲第15668号

工博第3326号

Subjects/Keywords: SiC; MOSFET; JFET; C-V characteristics; Switching behavior; Device structure

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APA (6^th Edition):

Phankong, N. (2010). Characterization of SiC Power Transistors for Power Conversion Circuits Based on C-V Measurement : SiCパワートランジスタのC-V測定に基づく電力変換回路のための特性評価. (Thesis). Kyoto University / 京都大学. Retrieved from http://hdl.handle.net/2433/126807 ; http://dx.doi.org/10.14989/doctor.k15668

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Chicago Manual of Style (16^th Edition):

Phankong, Nathabhat. “Characterization of SiC Power Transistors for Power Conversion Circuits Based on C-V Measurement : SiCパワートランジスタのC-V測定に基づく電力変換回路のための特性評価.” 2010. Thesis, Kyoto University / 京都大学. Accessed January 26, 2021. http://hdl.handle.net/2433/126807 ; http://dx.doi.org/10.14989/doctor.k15668.

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MLA Handbook (7^th Edition):

Phankong, Nathabhat. “Characterization of SiC Power Transistors for Power Conversion Circuits Based on C-V Measurement : SiCパワートランジスタのC-V測定に基づく電力変換回路のための特性評価.” 2010. Web. 26 Jan 2021.

Vancouver:

Phankong N. Characterization of SiC Power Transistors for Power Conversion Circuits Based on C-V Measurement : SiCパワートランジスタのC-V測定に基づく電力変換回路のための特性評価. [Internet] [Thesis]. Kyoto University / 京都大学; 2010. [cited 2021 Jan 26]. Available from: http://hdl.handle.net/2433/126807 ; http://dx.doi.org/10.14989/doctor.k15668.

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Council of Science Editors:

Phankong N. Characterization of SiC Power Transistors for Power Conversion Circuits Based on C-V Measurement : SiCパワートランジスタのC-V測定に基づく電力変換回路のための特性評価. [Thesis]. Kyoto University / 京都大学; 2010. Available from: http://hdl.handle.net/2433/126807 ; http://dx.doi.org/10.14989/doctor.k15668

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Kyoto University / 京都大学

30. Noborio, Masato. Fundamental Study on SiC Metal-Insulator-Semiconductor Devices for High-Voltage Power Integrated Circuits : 高耐圧パワー集積回路を目指したSiC金属-絶縁膜-半導体素子の基礎研究.

Degree: 博士(工学), 2009, Kyoto University / 京都大学

URL: http://hdl.handle.net/2433/78006 ; http://dx.doi.org/10.14989/doctor.k14628

新制・課程博士

甲第14628号

工博第3096号

Subjects/Keywords: SiC; MIS; MOS; MISFET; MOSFET; power IC; power electronics; power device

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APA (6^th Edition):

Noborio, M. (2009). Fundamental Study on SiC Metal-Insulator-Semiconductor Devices for High-Voltage Power Integrated Circuits : 高耐圧パワー集積回路を目指したSiC金属-絶縁膜-半導体素子の基礎研究. (Thesis). Kyoto University / 京都大学. Retrieved from http://hdl.handle.net/2433/78006 ; http://dx.doi.org/10.14989/doctor.k14628

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Chicago Manual of Style (16^th Edition):

Noborio, Masato. “Fundamental Study on SiC Metal-Insulator-Semiconductor Devices for High-Voltage Power Integrated Circuits : 高耐圧パワー集積回路を目指したSiC金属-絶縁膜-半導体素子の基礎研究.” 2009. Thesis, Kyoto University / 京都大学. Accessed January 26, 2021. http://hdl.handle.net/2433/78006 ; http://dx.doi.org/10.14989/doctor.k14628.

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MLA Handbook (7^th Edition):

Noborio, Masato. “Fundamental Study on SiC Metal-Insulator-Semiconductor Devices for High-Voltage Power Integrated Circuits : 高耐圧パワー集積回路を目指したSiC金属-絶縁膜-半導体素子の基礎研究.” 2009. Web. 26 Jan 2021.

Vancouver:

Noborio M. Fundamental Study on SiC Metal-Insulator-Semiconductor Devices for High-Voltage Power Integrated Circuits : 高耐圧パワー集積回路を目指したSiC金属-絶縁膜-半導体素子の基礎研究. [Internet] [Thesis]. Kyoto University / 京都大学; 2009. [cited 2021 Jan 26]. Available from: http://hdl.handle.net/2433/78006 ; http://dx.doi.org/10.14989/doctor.k14628.

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Council of Science Editors:

Noborio M. Fundamental Study on SiC Metal-Insulator-Semiconductor Devices for High-Voltage Power Integrated Circuits : 高耐圧パワー集積回路を目指したSiC金属-絶縁膜-半導体素子の基礎研究. [Thesis]. Kyoto University / 京都大学; 2009. Available from: http://hdl.handle.net/2433/78006 ; http://dx.doi.org/10.14989/doctor.k14628

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