430-4103/02 – 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 | angličtina |
| Rok zavedení | 2015/2016 | Rok zrušení | |
| Určeno pro fakulty | FEI | Určeno pro typy studia | navazující magisterské |
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:
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
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky