Le CEA-Liten développe un logiciel de dimensionnement des composants magnétiques pour convertisseurs

Dans le cadre du Carnot Energie du Futur « Nice GaN », le CEA-Liten a développé un logiciel de dimensionnement rapide des composants magnétiques nécessaires au fonctionnement des convertisseurs. L’institut de CEA Tech participe ainsi à l’amélioration du rendement énergétique et de la compacité des convertisseurs.

​Alimenter les dispositifs nécessitant de fortes puissances tout en gardant un niveau de compacité élevé comme les véhicules électriques sans embarquer de volumineux transformateurs est un véritable défi technique. L’électronique de puissance qui, grâce aux nouveaux composants Wide Band Gap, fonctionne à des fréquences élevées et permet ainsi de réduire le volume des convertisseurs. Aussi, les dispositifs à base de matériaux semiconducteurs tels que le GaN sont-ils appelés à se déployer progressivement à mesure que les coûts diminueront, explique le laboratoire.

En collaboration avec le CEA-Leti, les chercheurs du CEA-Liten accompagnent le développement de cette technologie en repensant les transformateurs de manière à tirer parti de la miniaturisation et à faire en sorte que tous les composants magnétiques puissent fonctionner à haute fréquence tout en minimisant les pertes. Pour cela, ils ont mis au point un logiciel qui permet, à partir d’un cahier des charges applicatif stipulant les caractéristiques électriques requises et l’espace disponible pour l’élément passif, de dimensionner en peu de temps le composant idéal : matériau, géométrie, procédé de fabrication… Le logiciel va également plus loin en proposant des géométries plus compactes et plus efficaces grâce à l’ajout de drains thermiques, l’augmentation de la surface d’échange ou l’ajout de fonctions magnétiques.

Pour le prototypage, les scientifiques s’appuient sur un savoir-faire en procédés de fabrication par injection et impression 3D de matériaux magnétiques. Déployé en interne dans un premier temps, le logiciel sera progressivement proposé à d’autres services, puis rendu accessible par le biais d’une plate-forme en open source, promet le CEA-Liten.