Towards a More Flexible, Sustainable, Efficient and Reliable Induction Cooking: A Power Semiconductor Device Perspective

Esta tesis tiene como objetivo fundamental la mejora de la flexibilidad, sostenibilidad, eficiencia y fiabilidad de las cocinas de inducción por medio de la utilización de dispositivos semiconductores de potencia: Dentro de este marco, existe una funcionalidad que presenta un amplio rango de mejora. Se trata de la función de multiplexación de potencia, la cual pretende resolverse de una manera más eficaz por medio de la sustitución de los comúnmente utilizados relés electromecánicos por dispositivos de estado sólido. De entre todas las posibles implementaciones, se ha identificado entre las más prometedoras a aquellas basadas en dispositivos de alta movilidad de electrones (HEMT) de Nitruro de Galio (GaN) y de aquellas basadas en Carburo de Silicio (SiC), pues presentan unas características muy superiores a los relés a los que se pretende sustituir. Por el contrario, otras soluciones que inicialmente parecían ser muy prometedoras, como los MOSFETs de Súper-Unión, han presentado una serie de comportamientos anómalos, que han sido estudiados minuciosamente por medio de simulaciones físicas a nivel de chip. Además, se analiza en distintas condiciones la capacidad en cortocircuito de dispositivos convencionalmente empleados en cocinas de inducción, como son los IGBTs, tratándose de encontrar el equilibrio entre un comportamiento robusto al tiempo que se mantienen bajas las pérdidas de potencia. Por otra parte, también se estudia la robustez y fiabilidad de varios GaN HEMT de 600- 650 V tanto de forma experimental como por medio de simulaciones físicas. Finalmente se aborda el cálculo de las pérdidas de potencia en convertidores de potencia resonantes empleando técnicas de termografía infrarroja. Por medio de esta técnica no solo es posible medir de forma precisa las diferentes contribuciones de las pérdidas, sino que también es posible apreciar cómo se distribuye la corriente a nivel de chip cuando, por ejemplo, el componente opera en modo de conmutación dura. Como resultado, se obtiene información relevante relacionada con modos de fallo. Además, también ha sido aprovechar las caracterizaciones realizadas para obtener un modelo térmico de simulación.This thesis is focused on addressing a more flexible, sustainable, efficient and reliable induction cooking approach from a power semiconductor device perspective. In this framework, this PhD Thesis has identified the following activities to cover such demands: In view of the growing interest for an effective power multiplexing in Induction Heating (IH) applications, improved and efficient Solid State Relays (SSRs) as an alternative to the electromechanical relays (EMRs) are deeply investigated. In this context, emerging Gallium Nitride (GaN) High‐Electron‐Mobility Transistors (GaN HEMTs) and Silicon Carbide (SiC) based devices are identified as potential candidates for the mentioned application, featuring several improved characteristics over EMRs. On the contrary, other solutions, which seemed to be very promising, resulted to suffer from anomalous behaviors; i.e. SJ MOSFETs are thoroughly analysed by electro‐thermal physical simulations at the device level. Additionally, the Short Circuit (SC) capability of power semiconductor devices employed or with potential to be used in IH appliances is also analysed. On the one hand, conventional IGBTs SC behavior is evaluated under different test conditions so that to obtain the trade‐off between ruggedness and low power losses. Moreover, ruggedness and reliability of several normally‐off 600‐650 V GaN HEMTs are deeply investigated by experimentation and physics‐based simulation. Finally, power losses calculation at die‐level is performed for resonant power converters by means of using Infrared Thermography (IRT). This method assists to determine, at the die‐level, the power losses and current distribution in IGBTs used in resonant soft‐switching power converters when functioning within or outside the Zero Voltage Switching (ZVS) condition. As a result, relevant information is obtained related to decreasing the power losses during commutation in the final application, and a thermal model is extracted for simulation purposes.<br /

Identificació bioacústica d'algunes espècies de ratpenats amb sonogrames, espectogrames i espectres sonors segons la seva freqüència d'ecolocalització

Aquest article forma part del treball de recerca de secundària de batxillerat sobre ratpenats on es tracta la detecció i identificació dels quiròpters mitjançant un detector. Posteriorment, es realitza una comparació entre sonogrames, espectrogrames i espectres sonors d'algunes espècies de quiròpters segons la seva freqüència d' ecolocalització.This article is part of an end-of-upper-secondary-education research project about bats, focused on detecting and identification of bats through a detector. Later, a comparison is made between sonograms, spectrograms and sound spectra of some species of bats ac-cording to their frequency of echolocation

Estratègies de disseny de bombetes LED d'alta lluminositat i baix cost, compatibles amb casquet E27

Avui en dia, l'ús de LEDs com a font de llum ofereix una solució més sostenible i eficient comparat amb altres tipus d'il·luminació. Tanmateix, l'eficiència de la bombeta ve limitada per l'eficiència de l'electrònica necessària per alimentar els LEDS i els elements òptics necessaris per obtenir llum blanca. Per tant, encara es genera una gran quantitat de pèrdues en forma de calor. En aquest treball doncs, s'han estudiat diverses estratègies per al disseny tèrmic d'una nova bombeta amb el clàssic casquet de rosca E27 i amb una alta capacitat lumínica, aconseguint uns resultats prometedors

Roser Nos: la zoologia al servei de la ciutadania

Roser Nos Ronchera (1924-2018) és un bon exponent de científica capaç de superar, amb gran tenacitat, un reguitzell d’adversitats per desenvolupar una llarga i notable carrera. Nascuda en un poble petit i allunyat, es va veure obligada a estudiar magisteri, però amb el temps va acabar obtenint a la Universitat de Barcelona la titulació desitjada en el camp de les ciències naturals, amb premi extraordinari, en un context de postguerra i en una societat marcadament masclista; va poder simultaniejar l’exercici de la seva veritable vocació amb les obligacions familiars. Inicialment becaria al Museu de Zoologia va entrar al Parc Zoològic de Barcelona on du a terme una important tasca de modernització de la que destaca l’Aviari, avançat al seu temps. Va contribuir en la introducció a casa nostra de l’etologia, disciplina no acceptada a principis dels anys 70. Passà de nou al Museu però ja com a directora. La seva tasca allí va representar un pas decisiu en la consolidació i modernització d’aquell, obrint-lo a la ciutadania. Va ser capaç d’atreure l’atenció de polítics i uns recursos econòmics extraordinaris per l’època. Roser Nos no va destacar per una carrera pròpia en la recerca, però va jugar un paper clau en la valorització tant del Museu com del Zoo de Barcelona. Va saber incentivar i impulsar molta gent jove que posteriorment han desenvolupat carreres notables gràcies a la seva visió i generositat. Vist amb perspectiva va ser una pionera important per entendre aspectes de la història recent i l’evolució de les principals institucions zoològiques catalanes durant els profunds canvis de les dècades dels anys 60, 70 i 80 del segle passat. Paraules clau: Museu de Zoologia de Barcelona, Parc Zoològic de Barcelona, etologia, observació d’aus, història de la zoologia catalana.Roser Nos Ronchera (1924-2018) was a good example of a scientist capable of overcoming, with great tenacity, a series of adversities to develop a long and remarkable career. Born in a small and remote town, she was forced to study teaching, but over time she ended up obtaining the desired degree in the field of natural sciences at the University of Barcelona, with an extraordinary prize, in a post-war context. and in a markedly sexist society; he was able to simultaneously exercise his true vocation with family obligations. Initially a fellow at the Museum of Zoology, she entered the Barcelona Zoo where she carried out important modernization work, of which the Aviary stands out, ahead of its time. He contributed to the introduction of ethology in our country, a discipline not accepted in the early 1970s. He returned to the Museum but as the director. His work there was a decisive step in consolidating and modernizing it, opening it up to the public. He was able to attract the attention of politicians and extraordinary economic resources for the time. Roser Nos did not stand out for his own career in research, but he played a key role in valuing both the Museum and the Zoo of Barcelona. He knew how to encourage many young people who have subsequently developed remarkable careers thanks to his vision and generosity. Seen in perspective, he was an important pioneer in understanding aspects of the recent history and evolution of the main catalan zoological institutions during the profound changes of the 1960s, 1970s and 1980s

interiors_003

Roser Nos Ronchera (1924-2018) és un bon exponent de científica capaç de superar, amb gran tenacitat, un reguitzell d’adversitats per desenvolupar una llarga i notable carrera. Nascuda en un poble petit i allunyat, es va veure obligada a estudiar magisteri, però amb el temps va acabar obtenint a la Universitat de Barcelona la titulació desitjada en el camp de les ciències naturals, amb premi extraordinari, en un context de postguerra i en una societat marcadament masclista; va poder simultaniejar l’exercici de la seva veritable vocació amb les obligacions familiars. Inicialment becaria al Museu de Zoologia va entrar al Parc Zoològic de Barcelona on du a terme una important tasca de modernització de la que destaca l’Aviari, avançat al seu temps. Va contribuir en la introducció a casa nostra de l’etologia, disciplina no acceptada a principis dels anys 70. Passà de nou al Museu però ja com a directora. La seva tasca allí va representar un pas decisiu en la consolidació i modernització d’aquell, obrint-lo a la ciutadania. Va ser capaç d’atreure l’atenció de polítics i uns recursos econòmics extraordinaris per l’època. Roser Nos no va destacar per una carrera pròpia en la recerca, però va jugar un paper clau en la valorització tant del Museu com del Zoo de Barcelona. Va saber incentivar i impulsar molta gent jove que posteriorment han desenvolupat carreres notables gràcies a la seva visió i generositat. Vist amb perspectiva va ser una pionera important per entendre aspectes de la història recent i l’evolució de les principals institucions zoològiques catalanes durant els profunds canvis de les dècades dels anys 60, 70 i 80 del segle passat. Paraules clau: Museu de Zoologia de Barcelona, Parc Zoològic de Barcelona, etologia, observació d’aus, història de la zoologia catalana.Roser Nos Ronchera (1924-2018) was a good example of a scientist capable of overcoming, with great tenacity, a series of adversities to develop a long and remarkable career. Born in a small and remote town, she was forced to study teaching, but over time she ended up obtaining the desired degree in the field of natural sciences at the University of Barcelona, with an extraordinary prize, in a post-war context. and in a markedly sexist society; he was able to simultaneously exercise his true vocation with family obligations. Initially a fellow at the Museum of Zoology, she entered the Barcelona Zoo where she carried out important modernization work, of which the Aviary stands out, ahead of its time. He contributed to the introduction of ethology in our country, a discipline not accepted in the early 1970s. He returned to the Museum but as the director. His work there was a decisive step in consolidating and modernizing it, opening it up to the public. He was able to attract the attention of politicians and extraordinary economic resources for the time. Roser Nos did not stand out for his own career in research, but he played a key role in valuing both the Museum and the Zoo of Barcelona. He knew how to encourage many young people who have subsequently developed remarkable careers thanks to his vision and generosity. Seen in perspective, he was an important pioneer in understanding aspects of the recent history and evolution of the main catalan zoological institutions during the profound changes of the 1960s, 1970s and 1980s

Identificació bioacústica d'algunes espècies de ratpenats amb sonogrames, espectogrames i espectres sonors segons la seva freqüència d'ecolocalització

Aquest article forma part del treball de recerca de secundària de batxillerat sobre ratpenats on es tracta la detecció i identificació dels quiròpters mitjançant un detector. Posteriorment, es realitza una comparació entre sonogrames, espectrogrames i espectres sonors d'algunes espècies de quiròpters segons la seva freqüència d' ecolocalització.This article is part of an end-of-upper-secondary-education research project about bats, focused on detecting and identification of bats through a detector. Later, a comparison is made between sonograms, spectrograms and sound spectra of some species of bats ac-cording to their frequency of echolocation

Estratègies de disseny de bombetes LED d'alta lluminositat i baix cost, compatibles amb casquet E27

Avui en dia, l'ús de LEDs com a font de llum ofereix una solució més sostenible i eficient comparat amb altres tipus d'il·luminació. Tanmateix, l'eficiència de la bombeta ve limitada per l'eficiència de l'electrònica necessària per alimentar els LEDS i els elements òptics necessaris per obtenir llum blanca. Per tant, encara es genera una gran quantitat de pèrdues en forma de calor. En aquest treball doncs, s'han estudiat diverses estratègies per al disseny tèrmic d'una nova bombeta amb el clàssic casquet de rosca E27 i amb una alta capacitat lumínica, aconseguint uns resultats prometedors