Convertisseur DC/DC Piézo
Un convertisseur ultra-mince et léger pour les chargeurs de demain
Cette technologie repose sur un résonateur piézoélectrique : un disque en niobate de lithium, un matériau dont la vibration permet de stocker temporairement l’énergie. Elle remplace les circuits inductifs avec leurs bobines en cuivre qui stockent l’énergie sous forme de champ magnétique.
Cette innovation de rupture est protégée par 21 brevets, qui portent à la fois sur l'architecture de conversion et les procédés de fabrications.
Applications
Ce composant trouvera sa place dans tout système
de conversion d’électricité :
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chargeurs grand public (téléphones, ordinateurs portables, écrans, électroportatifs sur batterie, etc.) ;
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aéronautique, drones, satellites ;
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systèmes auxiliaires pour les véhicules lourds, les trains, etc.
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Avantages
Ce résonateur piézoélectrique permet de dépasser les limites des inductances à bobine en cuivre : poids, risque de claquage électrique à haute tension, augmentation des pertes avec la montée en fréquence, densités de puissance plafonnées, perturbations électromagnétiques.
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un composant monobloc piézoélectrique compatible avec les procédés de fabrication standards en microélectronique ;
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une fabrication en volume pour des applications grand public grâce à un procédé de fabrication reproductible et à bas coût ;
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faibles pertes pour un rendement élevé et une excellente tenue en tension ;
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une montée en puissance possible en élargissant le disque ou en empilant plusieurs disques ;
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ouvre la voie aux systèmes de conversion (chargeurs, cartes d’alimentation) très légers et minces.
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Crédits : A.MARQUES-CEA
Travailler avec le CEA-Leti
Cette technologie peut être développée en partenariat avec les entreprises de toute taille souhaitant rendre leurs chargeurs et cartes d’alimentation plus compactes et plus mince tout en améliorant leurs performances.
Travailler avec le CEA-Leti donne un accès aux compétences pluridisciplinaires du CEA : de la fabrication des résonateurs en salle blanche au développement du convertisseur complet. L’expertise du CEA-Leti couvre chaque étape
du développement d’un nouveau produit, du matériau au packaging.
Publications scientifiques
- Marques, A., et al. (2025).
First 6 MHz 8-Phases Regulated LNO Based Piezoelectric DC-DC Converter. IEEE SPEC.
- Breton, V., et al. (2023).
A New Isolated Topology of DC–DC Converter Based on Piezoelectric Resonators. IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 38 no. 8, pp. 10012-10025, doi: 10.1109/ TPEL.2023.3276478.
- Touhami, M., et al. (2021).
Piezoelectric Materials for the DC-DC Converters Based on Piezoelectric Resonators. IEEE COMPEL, pp. 1-8, doi: 10.1109/ COMPEL52922.2021.9645999.
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