Progetto di un azionamento 48 V esafase GaN per il pilotaggio di una sospensione attiva per autoveicoli = Design of a 48 V Hexaphase GaN Inverter to drive an active suspension for motor vehicles

Nel panorama delle applicazioni EV, i MPDs stanno diventando una soluzione sempre più interessante e competitiva per sostituire l’ormai consolidata struttura dei Three-Phase Drives. Svariati sono i vantaggi apportati, in termini di performance, dall’uso di questa topologia: • Il maggior numero di fasi garantisce un minor rating di corrente per fase e quindi dimensioni inferiori della componentistica utilizzata; • Migliore capacità di gestione dei faults; • Minor ripple di coppia (il ripple in un 5-phase Drive è minore di circa il 67% rispetto al tradizionale 3-phase Drive). Il che implica dimensioni ridotte del DC-link; • Maggiore densità di coppia, conseguenza diretta del punto precedente, che porta ad una densità di potenza del Motor Drive più elevata. Questi risultati matchano alla perfezione con ciò che, parallelamente, si sta sviluppando nell’ambito dei convertitori di potenza, dove i dispositivi GaN stanno emergendo come una valida alternativa alla consolidata tecnologia al Silicio. Tali dispositivi offrono prestazioni superiori in termini di perdite e densità di potenza. In particolare, l’elevata velocità di commutazione combinata con basse perdite consente di ridurre le dimensioni dei componenti reattivi necessari. Questo semplifica il design del convertitore consentendo l’utilizzo di più dispositivi in parallelo, in modo da aumentare il rating di corrente complessivo, migliorando così l’efficienza totale della macchina. Il lavoro di tesi, pertanto, si è focalizzato sulla progettazione (componentistica hardware adatta e design del PCB) del Convertitore modulato con tecnica SVPWM e sul controllo FOC dell’intero sistema; con lo scopo di realizzare un Inverter 48 V a GaN per un drive di tipo Esafase atto a pilotare una sospensione attiva per autoveicoli.