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 zrušení
Určeno pro fakultyFEIUrčeno pro typy studiabakalářské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
HAJ255 Ing. Jiří Hájovský
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)

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

Prezenční forma (platnost od: 2012/2013 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 40 (40) 25
                Test č. 1 Písemka 10  5
                Test č. 2 Písemka 10  5
                Protokoly z laboratorních cvičení Semestrální projekt 20  10
        Zkouška Zkouška 60 (60) 20
                Písemná část zkoušky Písemná zkouška 40  15
                Ústní zkouška Ústní zkouška 20  5
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.FormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
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