Pourquoi choisir des modules d'alimentation personnalisés de Prodrive Technologies au lieu de solutions prêtes à l'emploi ?

Une gamme de modules d'alimentation standard est déjà disponible dans le commerce, mais il y a maintenant une tendance émergente à choisir des modules d'alimentation conçus spécifiquement pour chaque application.

Ce que beaucoup de gens ne réalisent pas, c'est que les modules de puissance utilisés dans tant de produits de conversion de puissance déterminent en grande partie sa durée de vie et sa fiabilité. Les fabricants sont donc confrontés à un choix entre performance, coût et fiabilité en fonction du module de puissance.

Une gamme de modules d'alimentation standard est déjà disponible dans le commerce, mais il y a maintenant une tendance émergente à choisir des modules d'alimentation conçus spécifiquement pour chaque application.

Qu'est-ce qui stimule la croissance des modules d'alimentation personnalisés ?

La plupart des fabricants de produits ont, jusqu'à présent, fourni des modules d'alimentation génériques qui sont "OK" pour l'application, mais nécessitent toujours une sorte de compromis. Dans de nombreux cas, ils doivent surconcevoir une solution pour obtenir la puissance souhaitée. Le mieux qu'un client puisse viser dans ce scénario est de sélectionner une solution nécessitant le moins de matrices (transistors de puissance), entraînant des économies de coûts, ou où les modules sont plus fiables et durables.

Cependant, nous avons constaté une croissance dans plusieurs domaines où les fabricants réalisent le potentiel d'une solution de module de puissance personnalisée pour leurs produits.

Plusieurs applications possibles alimentent cette demande :

- Puissance pulsée - cela inclut des produits tels que des amplificateurs, des entraînements linéaires et des outils électriques

- Haute puissance continue - éléments comme un onduleur de traction ou un transformateur à semi-conducteurs

- Alimentation extrêmement fiable - les satellites, les applications de l'industrie aérospatiale et les unités de secours UPS (alimentation sans coupure) pour l'informatique en dépendent tous

Ce besoin est renforcé par d'autres facteurs affectant plus généralement le marché de l'électricité. Les performances des semi-conducteurs augmentent rapidement (en raison de la transition du Si au SiC et au GaN), et le conditionnement devient un facteur limitant pour obtenir les meilleures performances de ces puces.

Les modules de puissance génériques ne sont pas sans problème

C'est un fait que les modules de puissance subissent des contraintes thermiques chaque fois qu'ils sont allumés ou éteints (c'est-à-dire qu'ils chauffent). Les matrices dans les modules peuvent dissiper une quantité importante de chaleur, ce qui entraîne un échauffement et un refroidissement rapides des matériaux dans l'emballage.

L'oscillation thermique provoque des contraintes dans et entre les matériaux car leurs coefficients de dilatation thermique ne correspondent généralement pas. C'est l'une des principales raisons pour lesquelles les modules de puissance tomberont en panne avec le temps et c'est donc une force motrice pour les fabricants dans la recherche de solutions personnalisées adaptées à leur cas d'utilisation particulier.

Comment optimiser les modules de puissance

Il existe plusieurs voies pour optimiser le conditionnement des puces dans les modules de puissance hautement intégrés. Tel que:

- Intégration de découplage et d'amortisseurs

- Intégration du pilote de portail

- Utilisation d'un terminal source kelvin

- Optimisation mécanique des couches de fixation des matrices

- Réglage du comportement thermique avec isolation et dissipateurs de chaleur

- Une combinaison de plusieurs solutions

Intégration de composants électriques dans le module

Du côté électrique, l'intégration de composants dans le module, que l'on trouve généralement sur les PCB (cartes de circuits imprimés) à l'extérieur du module, permet d'optimiser les paramètres critiques. Par exemple, l'intégration du découplage et des snubbers permet d'optimiser la boucle de puissance.

Pendant ce temps, l'intégration du pilote de grille et l'utilisation d'un terminal source kelvin permettent des boucles de commande de grille optimales, conduisant à une efficacité plus élevée et à moins d'ondulations.

Optimisation mécanique pour dépasser les performances des solutions prêtes à l'emploi

L'optimisation mécanique peut se faire par le choix des couches de fixation de matrice, des matériaux isolants et des dissipateurs de chaleur, par exemple, afin d'ajuster le comportement thermique du module et d'augmenter considérablement les cycles de défaillance par rapport aux solutions standard.

Ces solutions peuvent conduire à une durée de vie plus élevée ou à une densité de puissance plus élevée lors de l'utilisation de la même matrice, ou alternativement à un coût inférieur pour les mêmes performances en utilisant des matrices de moindre qualité.

Chez Prodrive Technologies, nous combinons plusieurs solutions dans nos propres modules de puissance Si IGBT et SiC MOSFET personnalisés.

Des modules d'alimentation personnalisés vous aident à fabriquer de meilleurs produits

En sélectionnant une technologie en fonction de l'application, il est possible d'optimiser les performances, la fiabilité et l'objectif de coût pour chaque module. Les modules d'alimentation personnalisés sont également généralement plus compacts car ils sont conçus spécifiquement pour une application, offrant les boucles les plus courtes pour les plus petits parasites. La boucle de commutation beaucoup plus petite que Prodrive Technologies peut réaliser est largement possible grâce à l'intégration intelligente des composants passifs dans le module.

Pour nos clients, cela signifie qu'ils peuvent produire et commercialiser un produit de qualité supérieure, plus fiable et au juste prix, tout en minimisant les efforts de conception et les délais de mise sur le marché. Par exemple, lorsque deux modules d'alimentation standard sont normalement utilisés ensemble, des défis liés à l'équilibrage sont introduits. Au lieu de cela, une seule solution personnalisée pourrait être utilisée. Cela réduit généralement le coût global.