Face aux enjeux actuels de décarbonation du mix énergétique, l'apport d'énergies renouvelables sur le réseau électrique est croissant. Afin de maximiser le rendement d'injection de cette énergie, de sa production jusqu'au réseau 20 kVAC, et afin de réduire les coûts afférents, les tensions DC utilisées vont croissantes.
Le CEA/LITEN/DTS travaille depuis 2012 sur cette montée en tension par le biais de son équipe d'électronique de puissance. Dans ce cadre, avec une vision très amont, une thèse de doctorat est en cours, afin de proposer une structure d'interrupteur à semi-conducteur haute tension dite interrupteur synthétique. Celui-ci, composé de 48 MOSFETs Carbure de Silicium (SiC) placés en série, permettra de commuter une tension de 34 kV tel un unique interrupteur SiC. Le verrou majeur pour cette thèse réside dans l'équilibrage de la tension aux bornes des 48 transistors. Des méthodes de réalisation, de circuits d'aide à l'équilibrage actif, et des méthodes de régulation de l'équilibrage par le contrôle-commande sont ainsi étudiées et démontrées [1].
Le second verrou pour un tel interrupteur synthétique consiste dans l'alimentation des 48 gate-drivers, organes de commande des MOSFETs, devant avoir chacun une source DC de très basse tension, isolées galvaniquement les unes des autres, et de la terre. La tension totale de fonctionnement de l'interrupteur devra être tenue, en statique (34 kV), et en dynamique (50 kV crête avec environ 1500 kV/µs), amenant alors de très fortes contraintes diélectriques, et de gestion des éléments capacitifs parasites.
Une solution à enroulement primaire unique, et à multiples secondaires sur noyaux toriques est envisagée (parfois appelée alimentation à transformateur de courant) [2]. La topologie d'excitation au primaire (convertisseur DC/AC ou AC/AC), les transformateurs toriques, la topologie de redressement aux secondaires (AC/DC), et les éventuelles régulations sont à concevoir lors de ce stage.

En tant que stagiaire pour ce projet de fin d'études d'ingénieur (PFE), vous bénéficierez d'un environnement de laboratoire avancé, d'une équipe d'encadrement aux compétences variées, d'une certaine autonomie, et d'un cadrage de fond par l'applicatif identifié sur la thèse en cours.

Objectifs et étapes du travail :

- État de l'art sur le sujet des alimentations à forte isolation, et mise à niveau sur le sujet de thèse servant de contexte
- Étude théorique et en simulation d'une structure d'alimentation à forte isolation
- Conception de détail (pertes et thermique, PCBs, transformateurs...), et réalisation de l'alimentation
- Caractérisation en laboratoire, et mise en pratique sur l'interrupteur synthétique

De formation Bac+5, vous êtes à la recherche d'un stage de 6 mois qui vous permettra de finaliser votre cursus.

Compétences scientifiques : Electronique de puissance, Magnétique, Matériaux diélectriques

Habilitations : Un HE-essai sera effectué au CEA
Vous êtes reconnu(e) pour votre : ingéniosité, rigueur, sens de l'analyse, sens de l'organisation,