430-4103/01 – Výkonové polovodičové systémy II (VPS2)

Garantující katedra	Katedra aplikované elektroniky	Kredity	8
Garant předmětu	Ing. Jan Strossa, Ph.D.	Garant verze předmětu	Ing. Jan Strossa, Ph.D.
Úroveň studia	pregraduální nebo graduální
		Jazyk výuky	čeština
Rok zavedení	2010/2011	Rok zrušení
Určeno pro fakulty	FEI	Určeno pro typy studia	navazující magisterské

Výuku zajišťuje
Os. čís.	Jméno	Cvičící	Přednášející
DAM37	Ing. Vladislav Damec, Ph.D.
HAV278	Ing. Aleš Havel, Ph.D.
PAL70	prof. Ing. Petr Palacký, Ph.D.
PAV15	Ing. Tomáš Pavelek, Ph.D.
STR0267	Ing. Jan Strossa, Ph.D.

Rozsah výuky pro formy studia
Forma studia	Zp.zak.	Rozsah
prezenční	Zápočet a zkouška	4+3
kombinovaná	Zápočet a zkouška	4+25

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Po absolvování předmětu student získá znalosti umožňující dobrou orientaci v principech výkonových polovodičových systémů a v aplikacích výkonové elektroniky, schopnost samostatné analýzy a syntézy částí výkonových polovodičových systémů a umí aplikovat získané poznatky při jejich praktickém návrhu výkonových polovodičových měničů. Získané poznatky tvoří součást všeobecných znalostí elektroinženýra zejména, je-li zaměřen na aplikace průmyslové elektroniky.

Vyučovací metody

Přednášky
Cvičení (v učebně)
Projekt
Výuka odborníka z praxe (přednáška nebo cvičení)

Anotace

Předmět tematicky navazuje na již dříve získané znalosti z výkonové elektroniky spočívající zejména v orientaci v základních principech činnosti výkonových usměrňovačů, měničů napětí, střídačů, měničů frekvence a jejich řídicích metod. Předmět se zaměřuje na detailní poznání moderních výkonových spínacích prvků včetně jejich aplikačních pravidel a rozvíjí poznatky z teorie výkonových polovodičových systémů. Výuka navazuje na všeobecnou orientaci v oblasti analogové elektroniky a elektrotechniky. Po absolvování předmětu student získá znalosti umožňující dobrou orientaci v aplikacích výkonové elektroniky - např. ve spínaných a zálohových zdrojích, svařovacích zdrojích, v regulátorech střídavého výkonu a aplikacích v elektrických pohonech v dopravě. Student bude dále schopen posoudit části výkonových polovodičových systémů a umět aplikovat získané poznatky při praktickém návrhu výkonových polovodičových systémů. Získané poznatky tvoří součást všeobecných znalostí elektrotechnicky vzdělaného odborníka.

Povinná literatura:

Chlebiš, P.: Výkonové polovodičové systémy. Učební texty pro kombinované a distanční studium. VŠB-TU Ostrava, 2005. Chlebiš, P.: Polovodičové měniče s měkkým spínáním. Monografie, VŠB - Technická univerzita Ostrava, 2004, ISBN 80-248-0643-6. Vondrášek, F.: Výkonová elektronika I, II. Skriptum ZČU Plzeň, 1994. Oetter, J.: Výkonová elektronika pre elektrické pohony. ALFA Bratislava, 1988. Heumann, K.: Basic Principles of Power Electronics. Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York, 1986, ISBN 3-540-16138-4. Rashid, M. H.: Power Electronics. Prentice-Hall International, Inc., 1993, ISBN 0-13-334483-5.

Doporučená literatura:

Odborné texty na http://fei1.vsb.cz/kat430/texty/cs_cz/cz-o_kat.html

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: 100% účast na laboratorní výuce, výjimečně možnost náhrady po individuální domluvě s vedoucím cvičení. Odevzdání protokolů z měření v řádném termínu =1 týden po ukončení měření Absolvování všech kontrolních testů v řádném termínu (bude sdělen minimálně týden předem). V případě absolvování testu v jiném než řádném termínu bude tento hodnocen pouze 80% dosažených bodů. Každý test je možné 1x opakovat, při jeho opakování bude hodnocen pouze 80% dosažených bodů a bude započítán výsledek opakovaného testu! Získání minimálně 25 bodů ze cvičení ze 40 možných. Bodové hodnocení cvičení - maximálně 40 bodů, z toho: T1 = max. 10 bodů T2 = max. 10 bodů Laboratorní úlohy = max. 20 bodů

E-learning

Další požadavky na studenta

Vyžadují se znalosti základní problematiky z oblasti výkonových polovodičových systémů. Nedoporučuje se studentům, kteří neabsolvovali předmět Výkonové polovodičové systémy I.

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Přednášky: Moderní spínací polovodičové součástky, výkonové tranzistory, IGBT, SiC. Řízené usměrňovače, komutace a jejich zpětné vlivy. Tranzistory a pulzní měniče – neizolované - komutace Pulsní měniče, zapojení, principy činnosti a jejich aplikace. Spínané zdroje stejnosměrného napětí, spínané stabilizátory, účinnost spínaných zdrojů. Spínané zálohové a nabíjecí elektronické zdroje, zdroje ve výpočetní technice, spínané zdroje pro obloukové svařování. Napěťové a proudové střídače, jejich princip, zapojení a aplikace. Polovodičové měniče pro středofrekvenční a vysokofrekvenční ohřev. Měniče pro aktivní filtraci v energetice, měniče pro přenos energie v energetice. Přímé měniče kmitočtu, cyklokonvertory, maticové měniče, jejich princip činnosti a aplikace. Fázové a cyklické řízení střídavého výkonu, střídavé spínače a regulátory střídavého proudu, zapojení a jejich aplikace. Střídavé regulátory otáček komutačních a asynchronních motorů, střídavé měniče pro řízení rozběhů asynchronních motorů . Příklady konstrukčního provedení a uspořádaní měničů, příklady aplikací. Vývojové tendence výkonových polovodičových systémů. Cvičení: Příklady výpočtu řízených a neřízených usměrňovačů. TEST č. 1. Polovodičové prvky a výkonové usměrňovače. Příklady výpočtu a procvičení teorie pulsních měničů. Návrh propustného a blokujícího spínaného stabilizátoru. Návrh impulsního transformátoru, výkonová a řídicí část spínaného zdroje. Příklady výpočtu a procvičení teorie napěťových střídačů. Praktické ukázky měničů, jejich použití. TEST č. 2. Pulzní měniče, napěťové střídače. Laboratoře: Laboratorní úloha z řízených usměrňovačů (č. 1). Laboratorní úloha z propustného spínaného zdroje (č. 2). Laboratorní úloha z blokujícího spínaného zdroje (č. 3). Laboratorní úloha z měničů kmitočtu (č. 4). Projekty: Zpracování výsledků laboratorních cvičení: (14 hodin) laboratorní úlohy z řízených usměrňovačů (č. 1, 2). laboratorní úloha z pulzních měničů (č. 3). laboratorní úloha z napěťových střídačů (č. 4). laboratorní úloha z měničů kmitočtu (č. 5). Počítačové laboratoře: Úvod do modelování v programu PSpice - základní modely výkonových prvků. Modelování pro účely stanovení ztrát a dimenzování v PSpice. SW Pspice zajištěn v anglické verzi.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2024/2025 zimní semestr)

Název úlohy	Typ úlohy	Max. počet bodů (akt. za podúlohy)	Min. počet bodů	Max. počet pokusů
Zápočet a zkouška	Zápočet a zkouška	100 (100)	51
Zápočet	Zápočet	40 (40)	25
Test č. 1	Písemka	10	5	2
Test č. 2	Písemka	10	5	2
Protokoly z laboratorních úloh	Laboratorní práce	20	10	1
Zkouška	Zkouška	60 (60)	15	3
Písemná část zkoušky	Písemná zkouška	20	5	3
Ústní část zkoušky	Ústní zkouška	40	10	3

Rozsah povinné účasti: Povinná účast na laboratorních cvičeních. Povinné absolvování 2 kontrolních testů v řádném termínu.

Zobrazit historii

Podmínky absolvování předmětu a účast na cvičeních v rámci ISP: Splnění všech povinných úkolů v individuálně dohodnutých termínech.

Zobrazit historii

Kombinovaná forma (platnost od: 2012/2013 zimní semestr, platnost do: 2024/2025 letní semestr)

Název úlohy	Typ úlohy	Max. počet bodů (akt. za podúlohy)	Min. počet bodů	Max. počet pokusů
Zápočet a zkouška	Zápočet a zkouška	100 (100)	51
Zápočet	Zápočet	40	25
Zkouška	Zkouška	60	11	3

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rok	Program	Obor/spec.	Spec.	Zaměření	Forma	Jazyk výuky	Konz. stř.	Ročník	Typ povinnosti
2024/2025	(N0714A060006) Aplikovaná elektronika			ŘVE	K	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán
2024/2025	(N0714A060006) Aplikovaná elektronika			ŘVE	P	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán
2023/2024	(N0714A060006) Aplikovaná elektronika			ŘVE	K	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán
2023/2024	(N0714A060006) Aplikovaná elektronika			ŘVE	P	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán
2022/2023	(N0714A060006) Aplikovaná elektronika			ŘVE	P	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán
2022/2023	(N0714A060006) Aplikovaná elektronika			ŘVE	K	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán
2021/2022	(N0714A060006) Aplikovaná elektronika			ŘVE	P	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán
2021/2022	(N0714A060006) Aplikovaná elektronika			ŘVE	K	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán
2021/2022	(N2649) Elektrotechnika	(2612T003) Aplikovaná elektronika			K	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán
2020/2021	(N0714A060006) Aplikovaná elektronika			ŘVE	P	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán
2020/2021	(N0714A060006) Aplikovaná elektronika			ŘVE	K	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán
2020/2021	(N2649) Elektrotechnika	(2612T003) Aplikovaná elektronika			P	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán
2020/2021	(N2649) Elektrotechnika	(2612T003) Aplikovaná elektronika			K	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán
2019/2020	(N2649) Elektrotechnika	(2612T003) Aplikovaná elektronika			P	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán
2019/2020	(N2649) Elektrotechnika	(2612T003) Aplikovaná elektronika			K	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán
2019/2020	(N0714A060006) Aplikovaná elektronika			ŘVE	P	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán
2019/2020	(N0714A060006) Aplikovaná elektronika			ŘVE	K	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán
2018/2019	(N2649) Elektrotechnika	(2612T003) Aplikovaná elektronika			P	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán
2018/2019	(N2649) Elektrotechnika	(2612T003) Aplikovaná elektronika			K	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán
2017/2018	(N2649) Elektrotechnika	(2612T003) Aplikovaná elektronika			P	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán
2017/2018	(N2649) Elektrotechnika	(2612T003) Aplikovaná elektronika			K	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán
2016/2017	(N2649) Elektrotechnika	(2612T003) Aplikovaná elektronika			P	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán
2016/2017	(N2649) Elektrotechnika	(2612T003) Aplikovaná elektronika			K	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán
2015/2016	(N2649) Elektrotechnika	(2601T004) Měřicí a řídicí technika			K	čeština	Ostrava	1	volitelný odborný	stu. plán
2015/2016	(N2649) Elektrotechnika	(2601T004) Měřicí a řídicí technika			P	čeština	Ostrava	1	volitelný odborný	stu. plán
2015/2016	(N2649) Elektrotechnika	(2612T015) Elektronika			K	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán
2015/2016	(N2649) Elektrotechnika	(2612T015) Elektronika			P	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán
2015/2016	(N2649) Elektrotechnika	(2612T041) Řídicí a informační systémy			K	čeština	Ostrava	1	volitelný odborný	stu. plán
2015/2016	(N2649) Elektrotechnika	(2612T041) Řídicí a informační systémy			P	čeština	Ostrava	1	volitelný odborný	stu. plán
2015/2016	(N2649) Elektrotechnika	(2612T003) Aplikovaná elektronika			P	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán
2015/2016	(N2649) Elektrotechnika	(2612T003) Aplikovaná elektronika			K	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán
2014/2015	(N2649) Elektrotechnika	(2601T004) Měřicí a řídicí technika			K	čeština	Ostrava	1	volitelný odborný	stu. plán
2014/2015	(N2649) Elektrotechnika	(2612T015) Elektronika			K	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán
2014/2015	(N2649) Elektrotechnika	(2601T004) Měřicí a řídicí technika			P	čeština	Ostrava	1	volitelný odborný	stu. plán
2014/2015	(N2649) Elektrotechnika	(2612T015) Elektronika			P	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán
2014/2015	(N2649) Elektrotechnika	(3907T001) Elektroenergetika			P	čeština	Ostrava	1	volitelný odborný	stu. plán
2014/2015	(N2649) Elektrotechnika	(3907T001) Elektroenergetika			K	čeština	Ostrava	1	volitelný odborný	stu. plán
2013/2014	(N2649) Elektrotechnika	(2601T004) Měřicí a řídicí technika			P	čeština	Ostrava	1	volitelný odborný	stu. plán
2013/2014	(N2649) Elektrotechnika	(2601T004) Měřicí a řídicí technika			K	čeština	Ostrava	1	volitelný odborný	stu. plán
2013/2014	(N2649) Elektrotechnika	(2612T015) Elektronika			P	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán
2013/2014	(N2649) Elektrotechnika	(2612T015) Elektronika			K	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán
2013/2014	(N2649) Elektrotechnika	(3907T001) Elektroenergetika			P	čeština	Ostrava	1	volitelný odborný	stu. plán
2013/2014	(N2649) Elektrotechnika	(3907T001) Elektroenergetika			K	čeština	Ostrava	1	volitelný odborný	stu. plán
2012/2013	(N2649) Elektrotechnika	(2612T015) Elektronika			P	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán
2012/2013	(N2649) Elektrotechnika	(2612T015) Elektronika			K	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán
2012/2013	(N2649) Elektrotechnika	(2601T004) Měřicí a řídicí technika			P	čeština	Ostrava	1	volitelný odborný	stu. plán
2012/2013	(N2649) Elektrotechnika	(2601T004) Měřicí a řídicí technika			K	čeština	Ostrava	1	volitelný odborný	stu. plán
2012/2013	(N2649) Elektrotechnika	(3907T001) Elektroenergetika			P	čeština	Ostrava	1	volitelný odborný	stu. plán
2012/2013	(N2649) Elektrotechnika	(3907T001) Elektroenergetika			K	čeština	Ostrava	1	volitelný odborný	stu. plán
2011/2012	(N2649) Elektrotechnika	(2612T015) Elektronika			P	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán
2011/2012	(N2649) Elektrotechnika	(2612T015) Elektronika			K	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán
2011/2012	(N2649) Elektrotechnika	(3907T001) Elektroenergetika			P	čeština	Ostrava	1	volitelný odborný	stu. plán
2011/2012	(N2649) Elektrotechnika	(3907T001) Elektroenergetika			K	čeština	Ostrava	1	volitelný odborný	stu. plán
2011/2012	(N2649) Elektrotechnika	(2601T004) Měřicí a řídicí technika			P	čeština	Ostrava	1	volitelný odborný	stu. plán
2011/2012	(N2649) Elektrotechnika	(2601T004) Měřicí a řídicí technika			K	čeština	Ostrava	1	volitelný odborný	stu. plán
2010/2011	(N2649) Elektrotechnika	(2612T015) Elektronika			P	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán
2010/2011	(N2649) Elektrotechnika	(2612T015) Elektronika			K	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán
2010/2011	(N2649) Elektrotechnika	(2601T004) Měřicí a řídicí technika			P	čeština	Ostrava	1	volitelný odborný	stu. plán
2010/2011	(N2649) Elektrotechnika	(2601T004) Měřicí a řídicí technika			K	čeština	Ostrava	1	volitelný odborný	stu. plán
2010/2011	(N2649) Elektrotechnika	(3907T001) Elektroenergetika			P	čeština	Ostrava	1	volitelný odborný	stu. plán
2010/2011	(N2649) Elektrotechnika	(3907T001) Elektroenergetika			K	čeština	Ostrava	1	volitelný odborný	stu. plán
2010/2011	(N2647) Informační a komunikační technologie	(2612T025) Informatika a výpočetní technika	(01) Exchange Students		P	čeština	Ostrava		volitelný odborný	stu. plán
2010/2011	(B2649) Elektrotechnika	(2601R004) Měřicí a řídicí technika	(01) Exchange Students		P	čeština	Ostrava		volitelný odborný	stu. plán
2010/2011	(B2649) Elektrotechnika	(2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika	(01) Exchange Students		P	čeština	Ostrava		volitelný odborný	stu. plán
2010/2011	(B2649) Elektrotechnika	(3901R039) Biomedicínský technik	(01) Exchange Students		P	čeština	Ostrava		volitelný odborný	stu. plán
2010/2011	(B2649) Elektrotechnika	(3907R001) Elektroenergetika	(01) Exchange Students		P	čeština	Ostrava		volitelný odborný	stu. plán
2010/2011	(B2647) Informační a komunikační technologie	(1103R031) Výpočetní matematika	(01) Exchange Students		P	čeština	Ostrava		volitelný odborný	stu. plán
2010/2011	(B2647) Informační a komunikační technologie	(2601R013) Telekomunikační technika	(01) Exchange Students		P	čeština	Ostrava		volitelný odborný	stu. plán
2010/2011	(B2647) Informační a komunikační technologie	(2612R025) Informatika a výpočetní technika	(01) Exchange Students		P	čeština	Ostrava		volitelný odborný	stu. plán
2010/2011	(B2647) Informační a komunikační technologie	(2612R059) Mobilní technologie	(01) Exchange Students		P	čeština	Ostrava		volitelný odborný	stu. plán
2010/2011	(N2647) Informační a komunikační technologie	(1103T031) Výpočetní matematika	(01) Exchange Students		P	čeština	Ostrava		volitelný odborný	stu. plán
2010/2011	(N2647) Informační a komunikační technologie	(2601T013) Telekomunikační technika	(01) Exchange Students		P	čeština	Ostrava		volitelný odborný	stu. plán
2010/2011	(N2647) Informační a komunikační technologie	(2612T059) Mobilní technologie	(01) Exchange Students		P	čeština	Ostrava		volitelný odborný	stu. plán
2010/2011	(N2649) Elektrotechnika	(2601T004) Měřicí a řídicí technika	(01) Exchange Students		P	čeština	Ostrava		volitelný odborný	stu. plán
2010/2011	(N2649) Elektrotechnika	(2612T015) Elektronika	(01) Exchange Students		P	čeština	Ostrava		volitelný odborný	stu. plán
2010/2011	(N2649) Elektrotechnika	(3901T009) Biomedicínské inženýrství	(01) Exchange Students		P	čeština	Ostrava		volitelný odborný	stu. plán
2010/2011	(N2649) Elektrotechnika	(3907T001) Elektroenergetika	(01) Exchange Students		P	čeština	Ostrava		volitelný odborný	stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název bloku	Akademický rok	Forma studia	Jazyk výuky	Typ bloku	Vlastník bloku
V - ECTS - mgr.	2014/2015	prezenční	čeština	volitelný odborný	401 - Studijní oddělení FEI	stu. blok
V - ECTS - mgr.	2013/2014	prezenční	čeština	volitelný odborný	401 - Studijní oddělení FEI	stu. blok
V - ECTS - mgr.	2012/2013	prezenční	čeština	volitelný odborný	401 - Studijní oddělení FEI	stu. blok
V - ECTS - mgr.	2011/2012	prezenční	čeština	volitelný odborný	401 - Studijní oddělení FEI	stu. blok

Hodnocení Výuky