Studio e progettazione di un inverter trifase con tecnologia GaN

Mei, Alessia (2025) Studio e progettazione di un inverter trifase con tecnologia GaN. [Laurea magistrale], Università di Bologna, Corso di Studio in Ingegneria dell’energia elettrica [LM-DM270]
Documenti full-text disponibili:
[thumbnail of Thesis] Documento PDF (Thesis)
Disponibile con Licenza: Salvo eventuali più ampie autorizzazioni dell'autore, la tesi può essere liberamente consultata e può essere effettuato il salvataggio e la stampa di una copia per fini strettamente personali di studio, di ricerca e di insegnamento, con espresso divieto di qualunque utilizzo direttamente o indirettamente commerciale. Ogni altro diritto sul materiale è riservato

Download (7MB)

Abstract

Negli ultimi anni, il settore dell’elettronica di potenza ha vissuto un’evoluzione significativa, spinta dalla necessità di dispositivi sempre più efficienti e compatti. In questo scenario, il Nitruro di Gallio (GaN) si è affermato come una delle alternative più promettenti, grazie alle sue eccellenti proprietà fisiche ed elettroniche. Questa tesi si propone di analizzare e progettare un inverter trifase basato su tecnologia GaN, confrontandolo con una soluzione equivalente realizzata con MOSFET al silicio. L’attività svolta si articola in sei capitoli. Il Capitolo 1 offre una panoramica sulla tecnologia GaN. In particolare, vengono analizzate le sue principali caratteristiche, come l’alta mobilità elettronica e l'elevato campo elettrico critico. Il Capitolo 2 entra nel cuore della progettazione della scheda di potenza, con un’analisi dettagliata dell’architettura del circuito e del dimensionamento dei principali componenti. Nel Capitolo 3 vengono presentate le simulazioni eseguite in LTspice. Il Capitolo 4 si concentra sulla validazione sperimentale della scheda GaN attraverso una serie di test condotti su banco di prova. Nel Capitolo 5 viene eseguita un’analisi speculare condotta su una scheda equivalente basata su tecnologia al silicio. Infine, il Capitolo 6 raccoglie e confronta tutti i risultati ottenuti, sia dalle simulazioni che dalle prove sperimentali, evidenziando i vantaggi e le eventuali criticità della tecnologia GaN rispetto al silicio. I risultati ottenuti dalle sperimentazioni dimostrano in modo inequivocabile la superiorità del GaN rispetto al silicio in termini di rapidità di commutazione, efficienza energetica e dissipazione del calore. Questo suggerisce che, in condizioni operative ottimali e con un algoritmo di controllo sviluppato ad hoc, la tecnologia GaN è in grado di esprimere il suo massimo potenziale, segnando un passo decisivo verso una nuova generazione di dispositivi più efficienti e compatti.

Abstract
Tipologia del documento
Tesi di laurea (Laurea magistrale)
Autore della tesi
Mei, Alessia
Relatore della tesi
Correlatore della tesi
Scuola
Corso di studio
Indirizzo
Ingegneria dell'energia elettrica
Ordinamento Cds
DM270
Parole chiave
GaN, silicio, frequenza di switching, GaN HEMT, inverter trifase, dimensionamento, prove di efficienza, prove termiche
Data di discussione della Tesi
24 Marzo 2025
URI

Altri metadati

Statistica sui download

Gestione del documento: Visualizza il documento

^