Circuito di caratterizzazione della RDS(on) di un modulo di potenza SiC integrato in inverter automotive

La sempre maggior attenzione posta sulla sicurezza in strada ha permesso al settore automobilistico di svilupparsi sempre più dal punto di vista dei sistemi di sicurezza ed ha portato oltretutto ad una rapida crescita di interesse nella prevenzione dei danneggiamenti e malfunzionamenti negli autoveicoli. L’elettronica di potenza e la microelettronica collaborano quotidianamente nello sviluppo di nuove tecnologie al fine di migliorare l’esperienza di utilizzo delle autovetture, tant’è che l’evoluzione ha portato allo sviluppo di veicoli ibridi ed elettrici. Tra i sistemi che li compongono citiamo l’inverter, il dispositivo utilizzato per alimentare e comandare i motori elettrici trifase tipici delle automobili elettriche. Il principio di funzionamento del sistema inverter si basa sui MOSFET di potenza che fungendo da interruttori permettono la conversione da corrente continua ad alternata. Il MOSFET sottoponendosi però a continui stress termici ed elettrici può col tempo degradarsi ed aumentare la sua resistenza di conduzione drain-source anche detta RDS(on). In questa tesi verrà studiata SoDA, una scheda on-board in grado di misurare la resistenza del MOSFET, informazione fondamentale per stimare il tempo di vita residuo del componente. Il lavoro svolto prevede lo sviluppo di un circuito in grado di effettuare una misura a 4 cavi della RDS(on), cioè di generare una corrente costante sul componente e di prelevare successivamente il segnale di tensione presente sulla resistenza per poter essere amplificato e dato in pasto ad un convertitore analogico-digitale. Inoltre si terrà conto delle specifiche progettuali richieste sia dal punto termico che elettrico e dei dati analitici ottenuti dalle autovetture. Lo studio seguirà un percorso lineare partendo dalla teoria, proseguendo con la ricerca, il dimensionamento e la simulazione dei circuiti e terminando con il confronto delle soluzioni e la scelta della migliore per l’ambito automotive.