[en] This thesis studies partial power processing (PPP) based architectures for DC-DC applications. This type of solutions aim to reduce the power processed by the power converter. This way, the power losses and the volume of the power converter is reduced. The work starts with an overview on the PPP strategies. In this sense, the different solutions found in the literature are classified into three main strategies: differential power converters, partial power converters (PPC) and mixed strategies. Due to their numerous applications and high efficiency results, the thesis focuses on the PPC architectures. PPC architectures are divided into two groups: input-parallel-output-series (IPOS) or input-series-output-parallel (ISOP) type architectures, and fractional charging converters (FCC) type architectures. The main difference between the IPOS-ISOP type architectures and the FCC is the fact that the former requires isolated topologies. This thesis analyses the benefits that both type of architectures bring in comparison to conventional full power converter architectures. Simulations and experimental results conclude that IPOS-ISOP type architectures are the most promising solution in terms of volume reduction, high efficiency and low cost. Then, three applications of IPOS-ISOP type PPC architectures are studied for future implementation: electric vessel, hydrogen generation and electric vehicle (EV) fast charging. Finally, a 50 kW PPC is designed and validated for EV charging. The converter consists of a dual active bridge and, due to the PPC configuration, it processes a maximum power of 5 kW. This way, the implementation of Silicon-based discrete devices is enabled. The converter achieves a peak efficiency of 99.47 %.

[eu] Tesi honek DC-DC aplikazioetarako potentziaren prozesamendu partzialean (partial power processing, PPP) oinarritutako arkitekturak aztertzen ditu. Horrelako arkitekturen helburua potentzia-bihurgailuak prozesatutako potentzia murriztea da. Horrela, bihurgailuaren potentzia-galerak eta bolumena murrizten dira. Lana PPP estrategiei buruzko ikuspegi orokor batekin hasten da. Alde horretatik, literaturan aurkitutako soluzioak hiru estrategia nagusitan sailkatzen dira: potentzia diferentzialeko bihurgailuak, potentzia partzialeko bihurgailuak (partial power converter PPC) eta estrategia mistoak. Bere aplikazio ugariengatik eta efizientzia handiko emaitzengatik, tesia PPC arkitekturetan zentratzen da. PPC arkitekturak bi multzotan banatzen dira: sarrera-paralelo-irteera-seriea motako (input-parallel-output-series, IPOS) edo sarrera-serie-irteera-paraleloa (input-serieoutput-parallel, ISOP) motako arkitekturak, eta karga zatikatuko bihurgailu motako arkitekturak (fractional charging converter, FCC). IPOS-ISOP motako arkitekturen eta FCC arkitekturen arteko desberdintasun nagusia da lehenengoek topologia isolatuak behar dituztela. Tesi honetan, bi arkitektura motek potentzia osoko bihurgailuen arkitektura konbentzionalekin alderatuta ematen dituzten abantailak aztertzen dira. Simulazioen eta emaitza esperimentalen arabera, IPOS-ISOP motako arkitekturak dira irtenbiderik oparoena bolumen-murrizketari, efizientzia handiari eta kostu txikiari dagokienez. Ondoren, IPOS-ISOP motako PPC arkitekturen hiru aplikazio aztertzen dira, etorkizunean inplementatzeko: ontzi elektrikoa, hidrogenoa sortzea eta ibilgailu elektrikoen karga azkarra. Azkenik, 50 kW-eko PPC bat diseinatu eta baliozkotzen da ibilgailu elektrikoa kargatzeko. Bihurgailua zubi aktibo bikoitz bat da eta, PPCaren konfigurazioa dela eta, 5 kW-ko potentzia maximoa prozesatzen du. Horrela, Silizion oinarritutako gailu diskretuak inplementatzeko aukera ematen da. Bihurgailuak % 99.47-ko gehieneko efizientzia lortzen du.