430-2202/01 – Výkonové spínací prvky (VSP)

Garantující katedraKatedra elektronikyKredity4
Garant předmětuIng. Tomáš Pavelek, Ph.D.Garant verze předmětuIng. Tomáš Pavelek, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinně volitelný
Ročník2Semestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2010/2011Rok zrušení2021/2022
Určeno pro fakultyFEIUrčeno pro typy studiabakalářské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
KOU0090 Ing. Daniel Kouřil
PAV15 Ing. Tomáš Pavelek, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+2
kombinovaná Zápočet a zkouška 2+15

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Cílem předmětu je získání znalostí umožňujících dobrou orientaci v principech činnosti výkonových spínacích prvků a schopnosti aplikovat získané poznatky při praktickém návrhu různých elektronických zařízení, např. spínaných zdrojů, různých typů regulátorů a výkonových polovodičových měničů. Získané poznatky tvoří součást znalostí bakaláře, který je zaměřen na aplikace systémů výkonové elektroniky.

Vyučovací metody

Přednášky
Cvičení (v učebně)
Experimentální práce v laboratoři

Anotace

Předmět seznamuje posluchače s vlastnostmi prvků, které jsou využívány ve výkonových polovodičových systémech nejen v odlišnostech od běžných malovýkonových součástek, ale zejména seznamuje s chováním a možnostmi aplikací moderních výkonových vypínatelných prvků, jako bipolárních a unipolárních tranzistorů, IGBT, tyristorů GTO, MCT a IGCT.

Povinná literatura:

Brandštetter, P., Chlebiš, P.: Výkonové spínací prvky. Učební texty pro kombinované a distanční studium. VŠB-TU Ostrava, 2005. Rashid, M. H.: Power Electronics Handbook. Prentice-Hall International, Inc. ISBN 978-0-12-382036-5, 2011.

Doporučená literatura:

Vondrášek,F.: Výkonová elektronika I, skriptum ZČU Plzeň, 2003. Heumann, K.: Basic Principles of Power Electronics. Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York, ISBN 3642826768, 2012.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Průběžná kontrola studia: Kontrolní testy TEST č.1, TEST č.2 (viz. cvičení). Podmínky udělení zápočtu: Účast na laboratorní výuce (100%). Odevzdání protokolů z měření. Absolvování všech kontrolních testů v řádném termínu. Získání minimálně 25 bodů. Bodové hodnocení cvičení - maximálně 40 bodů, z toho: test T1 - max. 10 bodů, test T2 - max. 10 bodů, laboratorní úlohy - max. 20 bodů.

E-learning

Další požadavky na studenta

Další požadavky na studenta nejsou.

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Přednášky: Výkonová polovodičová dioda, statické a dynamické vlastnosti, katalogové parametry. Zvláštní typy výkonových diod, režimy zatěžování, rozdělení ztrát, aplikační pravidla. Tyristor, statické a dynamické vlastnosti, katalogové parametry. Zvláštní typy výkonových tyristorů, tyristory GATT, GTO, jejich vlastnosti a použití. Diak, triak, vlastnosti a způsob použití. Bipolární výkonový tranzistor, statické vlastnosti v sepnutém a rozepnutém stavu. Bipolární výkonový tranzistor ve spínacím režimu, chování tranzistoru v přechodných stavech při zapínání a vypínání, výkonové ztráty. Darlingtonovo zapojení, paralelní řazení výkonových tranzistorů, příklady aplikací. Unipolární výkonový tranzistor, statické vlastnosti v sepnutém a rozepnutém stavu. Unipolární výkonový tranzistor ve spínacím režimu, dovolená pracovní oblast, výkonové ztráty. Katalogové parametry a rozdělení IGBT, charakteristické vlastnosti a chování IGBT v sepnutém a rozepnutém stavu. IGBT ve spínacím režimu, průběh zapnutí a vypnutí, stanovení ztrát, dovolená pracovní oblast IGCT - statické a dynamické vlastnosti, ztráty a dovolená pracovní oblast. Provedení a pouzdření výkonových polovodičových součástek, použitelný výkonový rozsah, elektrotepelné parametry. Vlastnosti a použití součástek na bázi SiC. Cvičení: Opakování základních poznatků z elektroniky Výpočet jednoduchých výkonových obvodů s diodami. Výpočet ztrát diody z katalogových údajů, vazba na podmínky chlazení. Výpočet základních výkonových obvodů s tyristory. Kontrolní test TEST č.1 - Výpočet výkonových ztrát a podmínek chlazení. Výpočet spínacích obvodů s bipolárními tranzistory. Výpočet spínacích obvodů s unipolárními tranzistory. Výpočet spínacích obvodů s tranzistory IGBT. Kontrolní testy TEST č.2 - Základní vlastnosti a parametry polovodičových spínačů. Laboratoře: Laboratorní úloha č.1 - Ztráty diod a tyristorů. Laboratorní úloha č.2 - Statické vlastnosti výkonového bipolárního tranzistoru. Laboratorní úloha č.3 - Statické vlastnosti výkonového unipolárního tranzistoru. Laboratorní úloha č.4 - Měření vlastností IGBT. Laboratorní úloha č.5 - Měření vlastností budiče výkonových tranzistorů.

Podmínky absolvování předmětu

Kombinovaná forma (platnost od: 2012/2013 zimní semestr, platnost do: 2021/2022 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodůMax. počet pokusů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 40 (40) 25
                Závěrečný test Písemka 20  10
                Protokoly z laboratorních cvičení Semestrální projekt 20  10
        Zkouška Zkouška 60 (60) 20 3
                Písemná část zkoušky Písemná zkouška 40  15
                Ústní zkouška Ústní zkouška 20  5
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Podmínky absolvování předmětu a účast na cvičeních v rámci ISP:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2020/2021 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2020/2021 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2019/2020 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2019/2020 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2018/2019 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2018/2019 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2017/2018 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2017/2018 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2016/2017 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2016/2017 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2015/2016 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2015/2016 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2014/2015 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2014/2015 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2014/2015 (B2649) Elektrotechnika (2612R003) Aplikovaná elektronika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2014/2015 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2013/2014 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2013/2014 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika K čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2012/2013 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2012/2013 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika K čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2011/2012 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2011/2012 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika K čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika K čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku

Hodnocení Výuky



2018/2019 zimní
2017/2018 zimní
2016/2017 zimní
2015/2016 zimní
2014/2015 zimní
2013/2014 zimní
2012/2013 zimní
2011/2012 zimní
2010/2011 zimní