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Fail-safe switching-cells architectures based on monolithic on-chip fuse

Authors :
Abdelhakim Bourennane
Emmanuel Sarraute
Frédéric Richardeau
Amirouche Oumaziz
Équipe Intégration de Systèmes de Gestion de l'Énergie (LAAS-ISGE)
Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS)
Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
Convertisseurs Statiques (LAPLACE-CS)
LAboratoire PLasma et Conversion d'Energie (LAPLACE)
Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Toulouse Capitole (UT Capitole)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)
Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole)
Université de Toulouse (UT)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Source :
2020 22nd European Conference on Power Electronics and Applications (EPE'20 ECCE Europe), 22nd European Conference on Power Electronics and Applications (EPE'20 ECCE Europe), 22nd European Conference on Power Electronics and Applications (EPE'20 ECCE Europe), Sep 2020, Lyon, France. pp.P.1-P.10, ⟨10.23919/EPE20ECCEEurope43536.2020.9215608⟩
Publication Year :
2020
Publisher :
HAL CCSD, 2020.

Abstract

International audience; In this work, we propose a new concept of fail-safe switching cells based on the use of integrated fuses. These fuses allow the circuit to be partially isolated and reconfigured, which therefore becomes fault tolerant and prevents total shut down. We focused our work on the design and 3D simulation by finite elements method of monolithic fuses integrated on silicon substrate, taking into account static and dynamic specifications. Thermal management in steady state is improved by dielectric epoxy thermal insulation under each constriction of the fuse. Implementation and preliminary practical tests at medium voltage are reported. The effect of a coating using silicone gel around the fuses is analyzed to improve the cut-off capability.

Details

Language :
English
Database :
OpenAIRE
Journal :
2020 22nd European Conference on Power Electronics and Applications (EPE'20 ECCE Europe), 22nd European Conference on Power Electronics and Applications (EPE'20 ECCE Europe), 22nd European Conference on Power Electronics and Applications (EPE'20 ECCE Europe), Sep 2020, Lyon, France. pp.P.1-P.10, ⟨10.23919/EPE20ECCEEurope43536.2020.9215608⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....bc38f2505c10337f4db1de2993a6bcea
Full Text :
https://doi.org/10.23919/EPE20ECCEEurope43536.2020.9215608⟩