Progettazione di un Convertitore di Potenza a Bassa Tensione con Tecnologia GaN e Modulo di Controllo Integrato = Design of a Low Voltage Power Converter with GaN Technology and Integrated Control Module

Nel panorama dei convertitori di potenza, i dispositivi GaN per le applicazioni a bassa tensione stanno emergendo come una valida alternativa alla consolidata tecnologia al silicio. Questi dispositivi offrono prestazioni superiori in termini di perdite e densità di potenza. In particolare, l’alta velocit`a di commutazione combinata con basse perdite consente di ridurre le dimensioni delle componenti reattive necessarie per il funzionamento degli stadi di conversione. Il lavoro di tesi si `e concentrato sullo sviluppo e la progettazione di una piattaforma di potenza con microcontrollore integrato per il test e la verifica di diverse configurazioni di inverter a 48 V da 4 kVA. Sono stati utilizzati dispositivi GaN con driver integrato di nuova generazione, recentemente introdotti da Texas Instruments. Il convertitore proposto `e controllato tramite un microcontrollore STM32G4 e può operare nelle seguenti modalità: 1. Inverter a due livelli trifase, con ciascuna fase dotata di due gambe in parallelo tramite induttori di disaccoppiamento. 2. Inverter a due livelli trifase, con ciascuna fase dotata di due gambe in configurazione interleaved con induttori accoppiati. 3. Inverter a due livelli trifase, con ciascuna fase dotata di due gambe in parallelo rigido, con possibilit`a di regolazione del Duty Cycle di ciascun switch per bilanciare la temperatura, monitorata individualmente. 4. Inverter a due livelli esafase. Questa piattaforma consente la valutazione delle prestazioni e la verifica delle nuove configurazioni, dimostrando i vantaggi della tecnologia GaN nelle applicazioni a bassa tensione.