Surveiller l’état de santé des semi-conducteurs : des résultats prometteurs pour l’industrie

SuperGrid Institute se rapproche encore plus du besoin du marché avec ses derniers développements sur la surveillance de l’état de santé des composants IGBT présents dans les convertisseurs. Pouvoir pronostiquer leur durée de vie suscite un réel intérêt des industriels, étant donné ses nombreuses applications (ferroviaire, aviation, réseaux électriques…). 

L’entretien des convertisseurs, souvent difficiles d’accès et coûteux (par exemple sur un parc éolien éloigné en mer), est une lourde tâche pour les exploitants. Imaginez qu’il soit possible de planifier au mieux leurs maintenances ; il serait alors possible de réduire le nombre de sous-modules de secours et in fine la place et le coût des convertisseurs. C’est l’objet de dernières recherches réalisées par SuperGrid Institute sur les modules IGBT : des composants très fiables, mais critiques pour le bon fonctionnement des convertisseurs. 

A travers ses travaux, l’Institut a été capable de déterminer le nombre de sous-modules redondants et nécessaires jusqu’à la fin de vie d’un convertisseur et de tester différentes méthodes de maintenance. 

Un banc de vieillissement d’IGBT avec cyclage thermique

Conçu et développé par les experts de l’Institut, ce banc d’essais permet d’analyser le temps de dégradation des équipements avec un cyclage extrême : en passant la température de jonction des IGBTs de 40°C à 125°C toutes les deux secondes. En deux semaines, le modules subit ainsi ce qu’il verra sur le terrain en plusieurs années. Un banc de test unique, qui permet de mesurer le nombre de cycles de l’équipement et sa dégradation.

Les essais s’effectuent en courant sinusoïdal avec une amplitude de 230 ampères et 600 volts en continu, à l’aide de 5 convertisseurs identiques. Des modèles de prédictions de temps de vie restant des IGBTs sont ainsi créés sur la base des données acquises. 

Des résultats prometteurs

SuperGrid Institute s’associe maintenant à un industriel pour explorer cette approche novatrice dans le domaine des composants de l’électronique de puissance. Objectif final : pouvoir planifier la maintenance pour changer les composants au bon moment !