Modèle convolutif pour l’estimation des températures de jonctions au sein d’un onduleur triphasé

La température de jonction est un paramètre très important lors de la mise en place des stratégies de contrôle commande des composants électroniques de puissance. Dans les faits, les transistors MOSFET offrent une fréquence de commutation assez élevée et permettent un transit de puissances électriques relativement importantes. La commutation à haute fréquence et l’important courant qui traverse ses transistors engendrent un échauffement conséquent, surtout au niveau de la jonction. La température de jonction doit rester constamment au-dessous d’une température seuil de l’ordre de 120∘^{\circ}C sous peine de dégradation. De plus, les variations rapides des puissances électriques traversant les transistors créent des variations assez rapides des températures des jonctions. Le problème est que ces températures ne sont pas accessibles par mesure directe. Dans la littérature, plusieurs modèles électriques ou thermoélectriques ont été présentés. Dans le cadre du présent travail, un modèle convolutif a été développé et permet l’estimation de six températures de jonctions, à partir des températures mesurées par six capteurs placés dans des endroits bien choisis dans la semelle des composants. Il se base sur une étape d’identification, une étape de vérification et finalement une étape de validation. Dans un premier temps, les transmittances propres (entre chaque capteur et la jonction la plus proche) et les transmittances de couplage sont identifiées à partir d’un modèle numérique tridimensionnel sous COMSOL Multiphysics. On vérifie ensuite que les températures de jonctions calculées par le modèle convolutif à partir des températures des capteurs correspondent bien aux températures du modèle numérique du même jeu de données. Enfin, le modèle est validé (ou non) sur un nouveau jeu de données. Les résultats obtenus par ce modèle convolutif sont prometteurs car l’estimation des six températures de jonction est non biaisée. Une étude avec bruit a été réalisée et l’estimation s’avère également non biaisée. Il est à noter que le modèle convolutif est onéreux en termes de ressources de calcul (temps de calcul de l’ordre de la minute) mais reste largement meilleur qu’un modèle numérique complet. La mise en place d’un modèle autorégressif à variable exogène peut être une solution moins onéreuse du fait d’un nombre moindre de paramètres à identifier. Par ailleurs, un banc expérimental a été mis en place où la température des jonctions est mesurée par thermographie infrarouge. L’objectif de l’étude expérimentale est de valider la qualité des modèles développés numériquement.