Popis předmětu - B2M34VKE
Přehled studia |
Přehled oborů |
Všechny skupiny předmětů |
Všechny předměty |
Seznam rolí |
Vysvětlivky
Návod
| B2M34VKE |
Výkonová elektronika |
| Role: | |
Rozsah výuky: | 2P+2L |
| Katedra: | 13134 |
Jazyk výuky: | CS |
| Garanti: | |
Zakončení: | Z,ZK |
| Přednášející: | |
Kreditů: | 5 |
| Cvičící: | |
Semestr: | L |
Webová stránka:
https://moodle.fel.cvut.cz/course/view.php?id=2109
Anotace:
Hlavním cílem předmětu je uvést posluchače do problematiky výkonové elektroniky. Na přednáškách budou nejdříve vyloženy struktury a principy činnosti v současné době využívaných polovodičových součástek s ohledem na nově vyvinuté polovodičové materiály. Dále budou popsány jejich modely a vysvětlena problematika buzení výkonových polovodičových spínačů, spínání L-R-C zátěže a výkonových ztrát a to včetně provozní spolehlivosti výkonových součástek. Další část přednášek bude věnována problematice výkonových měničů, úvodu do metod řízení, řídícím obvodům pro dané topologie a regulaci výkonu na zátěži. Předmět bude zakončen přednáškou na téma problematiky návrhu desek plošných spojů pro spínané zdroje, která může mít významný dopad na elektromagnetickou kompatibilitu (EMC) navrženého spínaného zdroje.
Osnovy přednášek:
| 1. | | Úvod do problematiky výkonové elektroniky, fyzikální principy, polovodičové materiály (Si, SiC, GaN) |
| 2. | | Výkonové diody usměrňovací a diodu s rychlou komutací. Si versus SiC. |
| 3. | | Tranzistory MOSFET a IGBT, porovnání struktur a vlastností. |
| 4. | | Vícevrstvé spínací struktury, tyristor s nucenou komutací (PCT) a vypínací (GTO, IGCT) |
| 5. | | Výkonové moduly, integrované struktury a obvody |
| 6. | | Kompaktní modely výkonových součástek a obvodových prvků |
| 7. | | Buzení výkonových spínacích součástek, parazitní kapacita a rozptylová indukčnost |
| 8. | | Spínání odporové, induktivní a kapacitní zátěže, konfigurace HSS, LSS, můstek atd. |
| 9. | | Výkonové ztráty a tepelná bilance, tepelný odpor pouzdra |
| 10. | | Provozní spolehlivost výkonových součástek |
| 11. | | Topologie výkonových měničů (VSI, LCI, MMC) |
| 12. | | Úvod do problematiky metod řízení výkonových měničů |
| 13. | | Řídicí obvody pro výkonové měniče, regulace výkonu na zátěži 14. Problematika návrhu desek plošného spoje pro spínané zdroje |
Osnovy cvičení:
| 1. | | Organizační záležitosti, úvod do problematiky |
| 2. | | Statické a dynamické vlastnosti výkonových diod |
| 3. | | Statické a dynamické vlastnosti polem řízených výkonových součástek |
| 4. | | Statické a dynamické vlastnosti bipolárních a vícevrstvých součástek |
| 5. | | Porovnání vlastností výkonových součástek na bázi Si a SiC, GaN. |
| 6. | | Obvodová simulace výkonových součástek a diskrétních prvků |
| 7. | | Simulace budicích obvodů výkonových spínacích součástek |
| 8. | | Konfigurace HSS, LSS, můstek atd. |
| 9. | | Návrh a výpočet tepelného zatížení součástky |
| 10. | | Příklad návrhu výkonového obvodu v souladu s pravidly spolehlivosti |
| 11. | | Návrh výkonového měniče, bilance účinnosti a spolehlivosti |
| 12. | | Zapojení Step-Up, Step-Down, SEPIC, Flyback, Forward. |
| 13. | | Budiče polovodičových laserů a LED, regulaci výkonu a otáček motorů |
| 14. | | Příklad návrhu desky plošného spoje se spínaným zdrojem |
Literatura:
| [1] | | B. Jayant Baliga : "Fundamentals of Power Semiconductor Devices", Springer, 2008 |
| [2] | | R. Perret, "Power Electronics Semiconductor Devices", John Wiley, 2010 |
| [3] | | A. Ioinovici, "Power Electronics and Energy Conversion Systems", Wiley, 2012 |
Požadavky:
Účast na cvičeních, absolvování zápočtového testu a zkoušky.
Klíčová slova:
Výkonová elektronika, výkonové polovodičové součástky, výkonové měniče
Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:
| Plán |
Obor |
Role |
Dop. semestr |
| Stránka vytvořena 18.4.2024 17:50:33, semestry: Z/2024-5, Z,L/2023-4, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů |
Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336) |