Técnica y Técnología

La tecnología GaN abre nuevos horizontes en el diseño de convertidores de potencia

Marelli Motorsport y el Politécnico de Turín cooperan en desarrollos de tecnología de nitruro de galio (GaN) para convertidores de potencia de alta tensión destinada a motores eléctricos.
Marelli Motorsport Politecnico Torino

Marelli Motorsport y el Centro de Innovación en Electrónica de Potencia (PEIC) del Politécnico de Turín anuncian una nueva colaboración, en relación con el área de tecnología de nitruro de galio (GaN) para la electrónica de potencia, destinada a los motores eléctricos. El proyecto tiene como objetivo el diseño y la creación de prototipos de un innovador inversor multinivel de alta potencia de 900 V para tracción eléctrica basado en la tecnología GaN.

El nitruro de galio, una tecnología de vanguardia que alcanza frecuencias de conmutación sin precedentes y una baja energía de conmutación, permite una reducción radical de los componentes pasivos (inductores, condensadores, transformadores), manteniendo al mismo tiempo una gran eficiencia. En los últimos años, la tecnología GaN ha evolucionado rápidamente en términos de conducción y rendimiento de conmutación. Además, como los dispositivos laterales de GaN se cultivan en obleas de silicio estándar, su coste es ya muy competitivo.

La tecnología GaN abre nuevos horizontes en las innovaciones de diseño de convertidores de potencia, en los que la colaboración tiene como objetivo destacar en términos de arquitecturas multinivel de alta eficiencia, conducción de compuertas óptima y robusta y paralelización de dispositivos, tecnologías de condensadores de alta frecuencia y alta temperatura, integración de condensadores y semiconductores en PCB (Printed Circuit Board) para la reducción de costes, soluciones avanzadas de refrigeración.

"La colaboración con el Politécnico de Turín está permitiendo acelerar el ritmo de desarrollo de la innovadora tecnología Wide-Bandgap aplicada a los convertidores de potencia", explica Riccardo De Filippi, director de Marelli Motorsport. "En concreto, el GaN está demostrando ser muy prometedor en lo que respecta a los dispositivos de conmutación de alta frecuencia, incluso a niveles de tensión y potencia muy elevados. Parece que la nueva tecnología puede tener un futuro brillante en el mercado de la electrificación del automóvil".

El estudio de concepto se inició en 2021 y en la actualidad se encuentra en la fase de prototipo, que tiene previsto someterse a dos etapas de desarrollo dentro de 2022. El proveedor de componentes de GaN seleccionado para la fase de prototipo es VisIC Technologies, especialista mundial en soluciones de nitruro de galio (GaN) para aplicaciones de automoción de alto voltaje.

"El proyecto con Marelli y PEIC para el desarrollo de inversores de potencia multinivel basados en nitruro de galio en vehículos eléctricos ilustra el avance de la tecnología de nitruro de galio en la industria del automóvil", señala Tamara Baksht, CEO de VisIC. "La tecnología D3GaN de VisIC se desarrolló para los altos estándares de fiabilidad de la industria del automóvil y ofrece las menores pérdidas por RDS(on). Además, simplifica la solución del sistema y permite soluciones de tren de potencia de alta eficiencia y asequibles. Es, sin duda, el siguiente paso para la cadena cinemática eléctrica del automóvil".

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