Comportement thermique des composants de protection contre les effets indirects de la foudre.

Abstract

Les diodes à avalanche de forte puissance, commercialisées en particulier sous la dénomination « transil », constituent une solution séduisante pour la protection de systèmes électroniques contre les effets indirects de la foudre. Ces effets apparaissent par couplage (résistif, inductif ou capacitif) lorsqu\u27un conducteur électrique se trouve au voisinage direct d\u27une masse métallique directement frappée par l\u27éclair. La mise en uvre rationnelle et fiable de la diode transil passe par un dimensionnement thermo-électrique aussi précis que possible. Le modèle proposé s\u27appuie sur des observations de la structure mécanique interne de la diode pour sa partie thermique et sur un schéma de type SPICE pour sa partie électrique. Le calcul des paramètres numériques du modèle ainsi que sa mise en uvre ont été validés par rapport à des données expérimentales. D\u27autre part, le comportement à long terme de la diode transil face aux effets indirects de la foudre est mal connu. La seconde partie de ce travail s\u27intéresse donc à la mise en évidence de signes avant-coureurs de fragilisation et de dégradation du composant dans ses conditions normales de fonctionnement. Un ensemble expérimental (générations d\u27impulsions de forte énergie et chaînes d\u27acquisition) a ainsi été développé. Les essais préliminaires ont montré un comportement différent de la diode soumise, d\u27une part, à une impulsion de fort courant et faible énergie et, d\u27autre part, à une impulsion à courant faible et forte énergie. Une étude systématique a ensuite montré les différences entre ces deux comportements. Dans le premier cas, la destruction apparaît de manière imprévisible sans signe précurseur mesurable. Dans le second cas, deux phénomènes conduisant à une augmentation caractéristique du courant de fuite inverse de la diode ont été observés et analysés. Ils apparaissent liés à des phénomènes d\u27avalanche locale et de mise en place de niveaux profonds au niveau de la jonction