Sviluppo di un convertitore DC-DC dual active bridge ad alto rendimento. = Development of a high-efficiency Dual Active Bridge DC-DC converter.

Il crescente sviluppo della propulsione elettrica nei veicoli richiede l'adozione di soluzioni tecnologiche avanzate per la gestione dell'energia. In particolare, il Dual Active Bridge (DAB) rappresenta una soluzione ideale per la gestione bidirezionale dell'energia in applicazioni critiche, come nel caso dei sottomarini, grazie alla sua elevata efficienza e flessibilità operativa. Questa tesi esplora il funzionamento del DAB converter, analizzando il contesto dei convertitori DC-DC bidirezionali e confrontando diverse topologie esistenti. Vengono approfondite le tecniche di modulazione SPS ed EPS, mirate a ottenere Zero Voltage Switching (ZVS) e migliorare l'efficienza complessiva. L'ottimizzazione del sistema è ulteriormente realizzata tramite l'integrazione di un Boost Converter in cascata, che stabilizza la tensione in ingresso e migliora le prestazioni operative del convertitore. Il sistema di controllo del DAB è progettato con particolare attenzione alla regolazione della corrente e della tensione, e le strategie adottate sono validate tramite simulazioni in PLECS. Il capitolo dedicato alla modellizzazione e progettazione del trasformatore esplora la scelta dei materiali, la disposizione dei conduttori e le perdite del sistema, con un'analisi elettromagnetica condotta tramite FEMM e test sperimentali su un prototipo. I risultati ottenuti confermano l'efficacia del DAB converter nell'applicazione a sistemi energetici avanzati per sottomarini, evidenziando il suo potenziale nell'ottimizzazione della gestione energetica e nel miglioramento delle prestazioni operative in ambienti critici.