David Garrido Diezen tesi defentsa

Atzera

David Garrido Diezen tesi defentsa

TESIA

David Garrido Diezen tesi defentsa

Tesiaren izenburua: "Impacto de los semiconductores de banda prohibida ancha en el diseño de convertidores de potencia". SOBRESALIENTE kalifikazioa lortu du.

2020·10·07

$titulo.getData()


  • Tesiaren izenburua: "Impacto de los semiconductores de banda prohibida ancha en el diseño de convertidores de potencia".
  • Epaimahaia:
    • Mahaiburua: Francisco Javier Sebastián Zúñiga (Universidad de Oviedo)
    • Mahaikidea: Silverio Álvarez Hidalgo (ABB Coorporate Research Center)
    • Mahaikidea: Carlos Bernal Ruiz (Universidad de Zaragoza)
    • Mahaikidea: Estanislao Oyarbide Usabiaga (Universidad de Zaragoza)
    • Idazkaria: Gonzalo Abad Biain (Mondragon Unibertsitatea)

Laburpena

Potentzia bihurgailu elektronikoak gailu erdieroaleetan oinarritzen dira energia elektrikoaren bihurketarako eta kontrolerako. Gaur egun, silizioa da erdieroale horiek egiteko gehien erabiltzen den materiala. Siliziozko erdieroaleak fabrikatzeko teknologiak batere akatsik gabe fabrikatzen uzten du. Halere, materialaren beraren muga fisikoetara iristen ari denez, ez da aurrerapen garrantzitsurik espero gailu horietarako, efizientziari, tentsioa blokeatzeko ahalmenari edo beroa kanporatzeko ahalmenari dagokionez.

Agertoki honetan, azken urteetan, banda debekatu zabaleko erdieroaleak agertu dira (Wide BandGap Devices, WBG ), eta horiek, siliziozko gailuen aldean, tentsio, tenperatura eta kommutazio maiztasun handiagoekin egin dezakete lan eta siliziozkoak baino efizientzia maila handiagoa ere badute. Hortaz, banda debekatu zabaleko erdieroale hauek erabilita bolumen eta pisu txikiagoa duten (potentzia dentsitate handiagoa) potentzia bihurgailuak garatu daitezke, beroa kanporatzeko premia txikiagoarekin eta efizientzia handiagoarekin.

Gailu horien bertuteei ahalik eta etekinik handiena ateratzeko, maiztasun handiekin egin behar da lan eta horrek eskatzen du korronteko iragankor azkarrekin (di/dt) zein tentsiokoekin (dv/dt) lan egitea, efizientzia maila onargarriei eusteko. Horrek eskatzen du, halaber, potentzia zirkuitua osatzen duten pisten diseinu fisiko hobetzea (potentzia zirkuituaren layouta) bere induktantzia parasitoa txikitzeko; izan ere, silizioaren dinamiketarako balio duten induktantzia parasitoaren balioek silizio karburozko osagaien erabilera mugatu dezakete. Akoplamendu kapazitiboengatik edo akoplamendu induktiboengatik silizio karburoaren kommutazio dinamika handiek zarata eragiten duten egoeretarako ere erabili daitezke argudio horiek.

Testuinguru horretan, tesiaren helburu nagusia da zehaztea zer eragin duten banda debekatu zabaleko erdieroaleek potentzia bihurgailuen diseinuan.

Oro har, tesiak bereizitako bi zati ditu. Alde batetik, banda debekatu zabaleko erdieroaleen egungo egoera aztertzen da, esperimentalki ebaluatzen dira eta egoki gobernatzeko driverrak diseinatzen dira. Bestetik, ezagutza hori ibilgailu elektrikoetarako bateria kargagailu azkar baten diseinuan, garapenean eta balidazioan aplikatzen da.

Tesiaren ekarpenen artetik nabarmentzekoak dira kommutazioko iragankor azkarrak neurtzeko tekniken inguruan egindako lana, erdieroalea 2 µs baino gutxiagoko zirkuitulaburretatik babesteko gai diren silizio karburozko MOSFETetarako driver baten garapena, eta silizio karburozko MOSFETen moduluetan oinarrituta egin den ibilgailu elektrikoetarako baterien kargagailu azkar baten diseinua eta garapena.