Studio di un convertitore Boost multilivello a condensatori flottanti

Un'elevata efficienza e un'alta densità di potenza sono diventate caratteristiche fondamentali dei convertitori impiegati nell'industria odierna. In quelle applicazioni richiedenti potenze e tensioni sempre più elevate, tali requisiti non possono essere soddisfatti con una sola coppia di interruttori, incapaci di garantire prestazioni adeguate. In questi scenari, si ricorre all'impiego di convertitori multilivello, che consentono di ridurre le tensioni di stress dei dispositivi di potenza e aumentare la frequenza vista dall'induttanza di filtro, così da ridurre le dimensioni di quest'ultima mantenendo un'elevata efficienza e aumentando significativamente le densità di potenza del convertitore rispetto alle soluzioni tradizionali. Lo scopo di questa tesi è di presentare i convertitori multilivello a condensatori flottanti (FCML) e il loro funzionamento. In particolare, usando come caso di studio una topologia di tipo Boost a 5 livelli con transistor ad alta mobilità elettronica (HEMT) al nitruro di gallio (GaN), vengono messe in evidenza le caratteristiche e i vantaggi di questa topologia attraverso la loro analisi, oltre alla validazione dei risultati ottenuti tramite simulazione e test in laboratorio.