Miglioramento dell'efficienza in un convertitore a doppio ponte attivo per applicazioni automobilistiche mediante la tecnologia GALLIUM NITRIDE.

The development of power electronics is essential for the automotive industry, particularly in terms of increasing power converter efficiency and performance. This thesis explores the efficiency improvement of a Dual Active Bridge (DAB) converter for automotive applications using Gallium Nitride (GaN) technology. This thesis also looks at the concepts of DAB converters, and the benefits of GaN devices. A comparison of power losses in various semiconductor devices is provided in this thesis. Simulations in MATLAB Simulink and PLECS compare the efficiency of DAB converters based on Si and GaN devices under various situations. The simulation platform enables comprehensive analysis of various operating circumstances and design factors. The final goal is to highlight the ability of GaN technology to improve the efficiency and performance of DAB converters in automotive applications. This helps to continue efforts to enhance power electronics in electric vehicles by providing knowledge concerning the advantages of adopting WBG technologies into future automotive power systems.

Lo sviluppo dell'elettronica di potenza è essenziale per l'industria automobilistica, in particolare in termini di aumento dell'efficienza e delle prestazioni dei convertitori di potenza. Questa tesi esplora il miglioramento dell'efficienza di un convertitore Dual Active Bridge (DAB) per applicazioni automobilistiche utilizzando la tecnologia al nitruro di gallio (GaN). Questa tesi esamina anche i concetti dei convertitori DAB e i vantaggi dei dispositivi GaN. Viene fornito un confronto delle perdite di potenza in vari dispositivi a semiconduttore. Simulazioni in MATLAB Simulink e PLECS confrontano l'efficienza dei convertitori DAB basati su dispositivi al Si e al GaN in diverse situazioni. La piattaforma di simulazione consente un'analisi completa di varie circostanze operative e fattori di progettazione. L'obiettivo finale è evidenziare la capacità della tecnologia GaN di migliorare l'efficienza e le prestazioni dei convertitori DAB nelle applicazioni automobilistiche. Ciò aiuta a continuare gli sforzi per migliorare l'elettronica di potenza nei veicoli elettrici fornendo conoscenze riguardanti i vantaggi dell'adozione delle tecnologie WBG nei futuri sistemi di potenza automobilistici.