Silver sintering for power electronics integration

Silver sintering is an attractive alternative to soldering in power electronics, as it offers higher electrical and thermal performance. Furthermore, sintered attaches can operate at a higher temperature. In this paper, we investigate the use of silver sintering for the bonding of passive components, and for the manufacturing of so-called 3D-modules. It is shown that this technique is well suited, as it makes it possible to operate at very high temperature (up to 310 °C demonstrated), and as it simplifies the assembly process (several identical sintering steps can be performed successively without problem

Modularity for Large Virtual Reality Applications

International audienceThis paper focuses on the design of high performance VR applications. These applications usually involve various I/O devices and complex simulations. A parallel architecture or grid infrastructure is required to provide the necessary I/O and processing capabilities. Developing such applications faces several difficulties, two important ones being software engineering and performance issues. We argue that application modularity is a key concept to help the developer handle the complexity of these applications. We discuss how various approaches borrowed from other existing works can be combined to significantly improve the modularity of VR applications. This led to the development of the FlowVR middleware that associates a data-flow model with a hierarchical component model. Different case studies are presented to discuss the benefits of the approach proposed

BisG10, a K+ channel blocker, affects the calcium release channel from skeletal muscle sarcoplasmic reticulum

AbstractThe action of bisG10, a potent K+ channel inhibitor, was tested on the Ca2+ release from isolated sarcoplasmic reticulum vesicles of rabbit skeletal muscle. Using a rapid filtration technique, we found that the drug inhibited Ca2+-induced Ca2+ release elicited in the presence of extravesicular K+ as counter-ion. This inhibition was not reversed by the addition of valinomycin and still occurred when Cl− was used as co-ion, indicating that not only K+ channels are involved in the inhibiting effect. We found that bisG10 decreased the binding of ryanodine to sarcoplasmic reticulum vesicles, showing that bisG10 is able to block the sarcoplasmic reticulum Ca2+ release channel

Electrical characterization and modeling of benthic microbial fuel cells for energy harvesting

National audienceMicrobial fuel cell (MFC) is a promising energy harvester for supplying sensors in seafloors where solar, thermal and vibration sources are inadequate. Extensive efforts focus improvement of MFC biological and electrochemical capabilities while the electrical perspectives are poorly developed in literature. In order to promote MFC as energy scavenger, this paper explains the methods used to electrically characterize the specific MFC for seafloor conditions and the way to model its steady state operation close to the maximum power point. The method is applied to a compost-fed MCF delivering 5.7µW at 0.14V optimal output voltage. This work is the first step to efficiently apprehend the elaboration of an electrical harvesting interface

Grimage: markerless 3D interactions

International audienceGrimage glues multi-camera 3D modeling, physical simulation and parallel execution for a new immersive experience. Put your hands or any object into the interaction space. It is instantaneously modeled in 3D and injected into a virtual world populated with solid and soft objects. Push them, catch them and squeeze them

Micro-Fabrication of Planar Inductors for High Frequency DC-DC Power Converters

International audienc

Reduced-Order Thermal Behavioral Model Based on Diffusive Representation

14 páginas, 15 figuras, 2 tablas.-- et al.The virtual prototyping of power electronic converters requires electrothermal models with various abstraction levels and easy identification. Numerous methods for the construction of compact thermal models have been presented in this paper. Few of them propose state-space models, where the model order can be controlled according to the necessity of the virtual prototyping analyses. Moreover, the model reduction methods require the experience of the engineer and previous calibration. Diffusive representation (DR) is proposed here as an original and efficient method to build compact thermal models as state-space models. The model reduction is obtained through the model parameter identification and/or the time horizon of the measurement data provided for the identification. Instead of eigenvalue elimination, the method enables to specify adequately inside the model the frequency domain wished for the virtual analysis at hand. The proposed method is particularly dedicated to the system optimization phases. Experimental and simulation results are in good agreement. The advantages and limitations of the DR are discussed in comparison to published methods.Peer reviewe

Modélisation électrique d'une pile microbienne sédimentaire et extraction de son énergie par un flyback en mode discontinue

National audienceLa récupération d'énergie ambiante est une solution efficace et respectueuse de l'écosystème pour alimenter de manière autonome des noeuds de capteurs, promouvant ainsi leur déploiement dans différents environnements. La pile microbienne benthique (SMFC) est un système récupérant l'énergie de la biomasse sédimentaire à l'aide du métabolisme électro-actif des bactéries présentes naturellement dans le milieu. Un prototype a été conçu en laboratoire et modélisé électriquement. Bien que prometteuse comme source d'énergie long terme pour des capteurs marins, ses niveaux de puissance (autour de 100µW) et de tension (0,6V en circuit ouvert) nous engage à mener une réflexion sur la conception de son interface électronique de récupération. Cette étape est cruciale pour extraire le maximum d'énergie et élever sa tension au minimum requis par le capteur (quelques volts). Afin de contrôler l'impédance d'entrée et le gain en tension indépendamment, cet article présente un convertisseur flyback en mode de conduction discontinue. A l'aide d'un modèle complet du flyback validé expérimentalement, nous avons étudié l'origine de chaque perte afin de parvenir à un compromis nous permettant de concevoir efficacement un flyback, pour des transferts de puissance n'excédant pas la centaine de µW. Nous avons ainsi pu mettre en évidence la prédominance des pertes dues à l'hystérésis du matériau magnétique utilisé pour les inductances couplées ainsi que celles engendrées par la commande du commutateur. En suivant cette méthode, nous avons pu concevoir un prototype optimisé atteignant 71% de rendement pour une source d'énergie délivrant 90µW

Contribution à la conception de driver en technologie CMOS SOI pour la commande de transistors JFET SiC pour un environnement de haute température

Dans le domaine aéronautique, les systèmes électriques remplacement progressivement les systèmes de contrôle mécaniques ou hydrauliques. Les bénéfices immédiats sont la réduction de la masse embarquée et des performances accrues à condition que l électronique supporte l absence de système de refroidissement. Si la haute température de fonctionnement n empêche pas d atteindre une fiabilité suffisante, il y aura réduction des coûts opérationnels. Des étapes clefs ont été franchies en introduisant des systèmes à commande électriques dans les aéronefs en lieu et place de systèmes conventionnels : freins électriques, inverseur de poussée, vérins électriques de commandes de vol Toutes ces avancées se sont accélérées ces dernières années grâce entre autre à l utilisation de nouveaux matériaux semiconducteurs, dit à grand gap (SiC, GaN ), opérant à haute température et palliant ainsi une faiblesse des dispositifs classiques en silicium (Si). Des composants de puissance haute température, diode Schottky ou transistor JFET SiC, sont ainsi disponibles commercialement et peuvent supporter des ambiantes de plus de 220C. Des modules de puissances (onduleur) à base de transistor JFET SiC ont été réalisés et validés à haute température. Finalement la partie commande de ces modules de puissance reste à concevoir pour les environnements sévères pour permettre leur introduction dans le module de puissance. C est dans ce contexte de faiblesse concernant l étage de commande rapprochée qu a été construit le projet FNRAE COTECH, et où s inscrivent les travaux de cette thèse, Dans un premier temps, un état de l art sur les drivers et leurs technologies nous a permis de souligner le lien complexe entre électronique et température ainsi que le potentiel de la technologie CMOS sur Silicium sur Isolant (SOI) pour des applications hautes températures. La caractérisation en température de drivers SOI disponibles dans le commerce nous a fourni des données d entrée sur le comportement de tels dispositifs. Ces caractérisations sont essentielles pour visualiser et interpréter l effet de la température sur les caractéristiques du dispositif. Ces mesures mettent aussi en avant les limites pratiques des technologies employées. La partie principale de cette thèse concerne la conception et la caractérisation de blocs ou IPs pour le cœur d un driver haute température de JFET SiC. Elle est articulée autour de deux runs SOI (TFSmart1). Les blocs développés incluent entre autres des étages de sortie et leurs buffers associés et des fonctions de protection. Les drivers ainsi constitués ont été testés sur un intervalle de température allant de -50C à plus de 250C sans défaillance constatée. Une fonction originale de protection des JFETs contre les courts-circuits a été démontrée. Cette fonction permet de surmonter la principale limitation de ces transistors normalement passant (Normaly-ON). Finalement, un module de bras d onduleur a été conçu pour tester ces driver in-situ.In aeronautics, electrical systems progressively replace mechanical and hydraulic control systems. If the electronics can stand the absence of cooling, the immediate advantages will be the reduction of mass, increased performances, admissible reliability and thus reduction of costs. In aircraft, some important steps have already been performed successfully when substituting standard systems by electrical control system such as electrical brakes, thrust reverser, electrical actuators for flight control Large band gap semiconductors (SiC, GaN ) have eased the operation in high temperature over the last decade and let overcome a weakness of conventional silicon systems (Si). High temperature power components such as Schottky diodes or JFET transistors, are already commercially available for a use up to 220C, limited by package. Moreover inverters based on SiC JFET transistors have been realized and characterized at high temperature. Finally the control part of these power systems needs to be designed for harsh environment. It is in this context of lack of integrated control part that the FNRAE COTECH project and my doctoral research have been built. Based on a state of the art about drivers, the complex link between electronic and temperature and the potentialities of CMOS Silicon-On-Insulator technology (SOI) for high temperature applications have been underlined. The characterization of commercial SOI drivers gives essential data on these systems and their behavior at high temperature. These measurements also highlight the practical limitations of SOI technologies. The main part of this manuscript concerns the design and characterization of functions or IPs for high temperature JFET SiC driver. Two SOI runs in TFSmart1 have been realized. The developed functions include the driver output stage, associated buffers and protection functions. The drivers have been tested from -50C up to 250C without failure under short time-range. Moreover, an original protection function has been demonstrated against the short-circuit of an inverter leg. This function allows overcoming the main limitation of the normally on JFET transistor. Finally, an inverter module has been built for in-situ test of these new drivers.VILLEURBANNE-DOC'INSA-Bib. elec. (692669901) / SudocSudocFranceF