Conception de nouvelles architectures pour l’électronique de puissance
Les évolutions technologiques dans le domaine de l’électronique de puissance sont aujourd’hui extrêmement rapides. Elle sont pilotées par l’exploitation de nouveaux matériaux et par les ouvertures actuelles en termes de conception tridimensionnelle des architectures. Sur ces deux plans, la question du refroidissement est essentielle et toutes les équipes de recherche en thermique sont fortement sollicitées par la communauté des électroniciens dans l’espoir de lever les verrous qui limitent la pleine exploitation de toutes ces avancées.
Nous abordons la simulation des transferts de chaleur dans ces dispositifs à l’aide d’une formulation en espace de chemin qui tient compte des immenses rapports d’échelles à la fois spatiales (concentration des sources dans des couches très minces par rapport au corps diffusif) et temporelles (cycles de fonctionnements à des périodes très courtes devant la dynamique des transferts de l’énergie vers les échangeurs externes).
Visualisation du propagateur, calculs de sensibilités et fonctions de transfert
Au delà de la simulation numérique, nous profitons de la formulation intégrale sous-jacentes à nos algorithmes d’échantillonnage statistique pour produire des éléments de support à la conception. Un des premiers éléments est la visualisation du propagateur : pour un point dans la zone qu’il s’agit de refroidir, quelles sont les parties des échangeurs qui ont le plus d’impact et quel est le temps de propagation correspondant ? En fonction des régimes de fonctionnement, il est alors facile pour un non spécialiste de détecter les zones essentielles au refroidissement afin d’en privilégier le rôle en termes d’intégration. Dans le même esprit, nous travaillons aussi sur la formulation intégrale pour évaluer quantitativement les sensibilités aux paramètres de conception et pour produire des fonctions de transfert utilisable pour la commande du système de refroidissement externe.
