Etude expérimentale de la mise en parallèle de plusieurs diodes

International audienceAn AC/DC converter, connected to the electrical distribution network, is mainly subjected to unidirectional power flows which can exceed the thermal capacities of the semiconductors and damage them. To overcome this problem, we are interested in studying losses in PiN diodes in parallel or not with a switching diode. In this article, we measure the losses using a double pulse test and we are interested in the predictability of the result compared with the manufacturer's data. It appears that paralleling identical diodes leads to an increase in total overlap losses. Only the association with diodes with better switching performance leads to a reduction in total losses. However, this leads to an increase in voltage peaks and waveform distortion in each component, which can be detrimental to the estimation of performance and reliability of a future circuit with several components in parallel.Un convertisseur AC/DC, raccordé au réseau électrique de distribution, est principalement soumis à des flux de puissance unidirectionnels qui peuvent dépasser les capacités thermiques des semiconducteurs et les endommager. Pour dépasser ce problème, nous nous intéressons à l'étude des pertes dans des diodes PiN en parallèle ou non avec une diode de commutation. Dans cet article, nous mesurons les pertes mesurées à l'aide d'un test à double impulsion (ou double pulse) et nous nous intéressons à la prédictibilité du résultat par rapport aux données du fabricant. Il apparait que la parallélisation de diodes identiques entraine une augmentation des pertes totales par recouvrement. Seule l'association avec des diodes ayant de meilleures performances en commutation entraine une diminution des pertes totales. Cependant, cela conduit à une augmentation des pics de tension et à une distorsion des formes d'onde dans chaque composant, ce qui peut être préjudiciable à l'estimation des performances et la fiabilité d'un futur circuit avec plusieurs composants en parallèle

Etude expérimentale de l'alimentation d'un dispositif supraconducteur à courant continu

International audienceAlthough a superconductor has no DC losses, a superconducting system does have significant losses, especially when it comes to power supply. Here, we study two different power supply systems. The first, a conventional one, consists of a transformer and a diode bridge operating at room temperature, plus current leads that allow the current to flow from the room-temperature medium to the cryogenic medium. The second consists of a transformer with a superconducting secondary winding, combined with a diode bridge operating at cryogenic temperature, thus dispensing with the need for current leads. We are experimentally comparing the performance of conventional and superconducting transformers, as well as the performance of a diode bridge at ambient and cryogenic temperatures. Our results indicate that the prototype superconducting transformer developed has lower winding resistance and secondary leakage inductance than the conventional transformer. In addition, we found that only certain diodes are suitable for operation at cryogenic temperatures. Finally, the diode bridge made from adapted diodes shows reduced losses at cryogenic temperature. This experimental work is the first step towards the realization of a complete power supply system for a superconducting device.Bien qu'un supraconducteur ne présente aucune perte en courant continu, un système supraconducteur présente lui des pertes non négligeables, notamment à cause de son alimentation. Nous étudions ici deux systèmes d'alimentation différents. Le premier, qui est conventionnel, est constitué d'un transformateur et d'un pont de diodes fonctionnant à température ambiante ainsi que d'amenées de courant qui permettent le passage du courant du milieu à température ambiante au milieu cryogénique. Le second comprend un transformateur, dont l'enroulement secondaire est supraconducteur, associé à un pont de diodes fonctionnant à température cryogénique ce qui permet de se passer des amenées de courant. Nous comparons expérimentalement les performances des transformateurs conventionnel et supraconducteur ainsi que les performances d'un pont de diodes à température ambiante et cryogénique. Nos résultats indiquent que le prototype de transformateur supraconducteur développé présente une résistance des enroulements et une inductance de fuite ramenée au secondaire plus faibles que le transformateur conventionnel. En outre, nous avons constaté que seules certaines diodes sont adaptées au fonctionnement à température cryogénique. Enfin, le pont de diodes composé à partir de diodes adaptées présente des pertes réduites à température cryogénique. Ces travaux expérimentaux sont la première étape de la réalisation d'un système d'alimentation complet d'un dispositif supraconducteur

Etude expérimentale de l'alimentation d’un dispositif supraconducteur à courant continu

International audienceAlthough a superconductor has no DC losses, a superconducting system does have significant losses, not least due to its power supply. Here, we study two different power supply systems. The first, a conventional one, consists of a transformer and a diode bridge operating at room temperature, plus current leads that allow the current to flow from the room-temperature medium to the cryogenic medium. The second consists of a transformer with a superconducting secondary winding, combined with a diode bridge operating at cryogenic temperature, thus dispensing with the need for current feeders. We are experimentally comparing the performance of conventional and superconducting transformers, as well as the performance of a diode bridge at ambient and cryogenic temperatures. Our results indicate that the prototype superconducting transformer developed has lower winding resistance and secondary leakage inductance than the conventional transformer. In addition, we found that only certain diodes are suitable for operation at cryogenic temperatures. Finally, the diode bridge made from adapted diodes shows reduced losses at cryogenic temperature. This experimental work is the first step towards the realization of a complete power supply system for a superconducting device.Bien qu’un supraconducteur ne présente aucune perte en courant continu, un système supraconducteur présente lui des pertes non négligeables, notamment à cause de son alimentation. Nous étudions ici deux systèmes d’alimentation différents. Le premier, qui est conventionnel, est constitué d’un transformateur et d’un pont de diodes fonctionnant à température ambiante ainsi que d’amenées de courant qui permettent le passage du courant du milieu à température ambiante au milieu cryogénique. Le second comprend un transformateur, dont l’enroulement secondaire est supraconducteur, associé à un pont de diodes fonctionnant à température cryogénique ce qui permet de se passer des amenées de courant. Nous comparons expérimentalement les performances des transformateurs conventionnel et supraconducteur ainsi que les performances d’un pont de diodes à température ambiante et cryogénique. Nos résultats indiquent que le prototype de transformateur supraconducteur développé présente une résistance des enroulements et une inductance de fuite ramenée au secondaire plus faibles que le transformateur conventionnel. En outre, nous avons constaté que seules certaines diodes sont adaptées au fonctionnement à température cryogénique. Enfin, le pont de diodes composé à partir de diodes adaptées présente des pertes réduites à température cryogénique. Ces travaux expérimentaux sont la première étape de la réalisation d’un système d’alimentation complet d’un dispositif supraconducteur