| TAZ-TFG-2020-012 |
Convertidor de potencia bi-direccional basado en nuevos dispositivos de tipo GaN
Jarauta Zarza, Itziar
Bernal Ruiz, Carlos (dir.)
Universidad de Zaragoza,
EINA,
2020
Ingeniería Electrónica y Comunicaciones department, Tecnología Electrónica area
Graduado en Ingeniería de Tecnologías Industriales
Abstract: Este Trabajo Fin de Grado pretende realizar un diseño a medida y el desarrollo de un nuevo procedimiento de caracterización de pérdidas en un convertidor. Se plantea hacer un estudio de pérdidas de potencia y el modelado térmico de diferentes tecnologías de disipación. Para ellos se valoran dos tecnologías de transistores: los dispositivos de Silicio de última generación y la nueva tecnología de Nitruro de Galio (GaN).
Respecto a las tecnologías de disipación, como método de caracterización y modelado de pérdidas se va a implementar el circuito de semipuente en distintas tecnologías: placa de circuito impreso (PCB) en material FR-4 y la nueva tecnología de disipación basada en substrato aislante sobre aluminio (IMS).
Para la caracterización de pérdidas y la aplicación se van a utilizar unos módulos Power-Blocks, diseñados para el proyecto BaTT-EX, que básicamente constan de un semipuente objeto de estudio para los dispositivos de Silicio.
En dispositivos de Nitruro de Galio no ha sido necesario realizar un diseño propio del semipuente puesto que se han utilizado unas Demo Boards de Efficient Power Conversión (EPC).
Tras este trabajo inicial, se ha desarrollado una metodología para diseñar y construir un banco de ensayos, basado en una configuración de potencia Buck-Boost, dependiente de la aplicación, y obtener así las pérdidas de potencia totales, tanto las pérdidas asociadas a conducción como las de conmutación para cada dispositivo.
Para finalizar se han interpolado los datos obtenidos del banco de ensayo, para disponer de un barrido más completo de datos correspondientes a pérdidas de potencia, y así realizar un modelo matemático de pérdidas, que verifique la metodología utilizada.
Respecto a las tecnologías de disipación, como método de caracterización y modelado de pérdidas se va a implementar el circuito de semipuente en distintas tecnologías: placa de circuito impreso (PCB) en material FR-4 y la nueva tecnología de disipación basada en substrato aislante sobre aluminio (IMS).
Para la caracterización de pérdidas y la aplicación se van a utilizar unos módulos Power-Blocks, diseñados para el proyecto BaTT-EX, que básicamente constan de un semipuente objeto de estudio para los dispositivos de Silicio.
En dispositivos de Nitruro de Galio no ha sido necesario realizar un diseño propio del semipuente puesto que se han utilizado unas Demo Boards de Efficient Power Conversión (EPC).
Tras este trabajo inicial, se ha desarrollado una metodología para diseñar y construir un banco de ensayos, basado en una configuración de potencia Buck-Boost, dependiente de la aplicación, y obtener así las pérdidas de potencia totales, tanto las pérdidas asociadas a conducción como las de conmutación para cada dispositivo.
Para finalizar se han interpolado los datos obtenidos del banco de ensayo, para disponer de un barrido más completo de datos correspondientes a pérdidas de potencia, y así realizar un modelo matemático de pérdidas, que verifique la metodología utilizada.
Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Grado
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