Conversion de puissance DC/DC avec des circuits résonants de type LLC

Le laboratoire SYMME (SYstèmes et Matériaux pour la MÉcatronique) mène des recherches pluridisciplinaires en mécanique, matériaux, instrumentation, informatique et génie électrique. Le stage s'inscrit dans le thème Récupération, conversion et transmission d'énergie, qui associe modélisation théorique, simulations numériques et expérimentations pour étudier des systèmes de conversion d'énergie de petite puissance.
 

Offre au format pdf avec figure :

https://adrienmor.github.io/stages-symme/sujet1_electronique.pdf

Contexte
La conversion de puissance DC/DC permet d'adapter l'énergie provenant d'une source (généralement un batterie) à la charge à alimenter. En effet, la tension de sortie fournie par la source ne correspond pas nécessairement au besoin de la charge pour une alimentation directe. C'est pourquoi, les convertisseurs de puissance DC/DC font partie intégrante d'une majorité de systèmes électroniques. Parmi les différentes topologies existantes, les convertisseurs résonants de type LLC se distinguent par un rendement élevé, une forte densité de puissance et un faible niveau d'émissions électromagnétiques. Toutefois, bien que réduites, les émissions électromagnétiques restent présentes ce qui pourrait conduire une personne malveillante à procéder à une rétro-ingénierie de la charge alimentée, ou à une attaque matérielle (injection de fautes ou destruction par surtension) au niveau du système alimenté par le convertisseur DC/DC.

Sujet du stage
Le stage combinera la simulation numérique, la conception et la validation d'un convertisseur résonnant de type LLC. La première partie du stage sera consacrée à la simulation numérique du convertisseur. Elle visera ainsi à dimensionner les différents composants et à caractériser le convertisseur en étudiant notamment l'impact de la fréquence de commutation sur sa tension de sortie et son rendement. La seconde partie du stage portera sur la conception et la réalisation du convertisseur afin de d'étudier et de quantifier les émissions électromagnétiques produites par ce dernier, en l'intégrant à un banc de caractérisation CEM en cours de développement au laboratoire. Selon l'avancement, une extension de l'étude portant sur la possibilité de rendre les émissions électromagnétiques de ce type de convertisseurs difficilement analysables par un potentiel attaquant pourra être envisagée, soit en modifiant la loi de commande du convertisseur, soit en ajoutant des non-linéarités dans les composants constituant le circuit résonant.

Outils mis en jeu
LTSpice, KiCad, matériel expérimental.

Étudiant ou étudiante en Master 2 ou en dernière année d'école d'ingénieurs, dans les domaines suivants : Électronique, génie électrique, contrôle-commande.