430-4124/02 – Výkonová elektronika automobilových systémů II (VEAS2)
| Garantující katedra | Katedra aplikované elektroniky | Kredity | 4 |
| Garant předmětu | Ing. Aleš Havel, Ph.D. | Garant verze předmětu | Ing. Aleš Havel, Ph.D. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinně volitelný typu B |
| Ročník | 1 | Semestr | letní |
| | Jazyk výuky | angličtina |
| Rok zavedení | 2019/2020 | Rok zrušení | 2022/2023 |
| 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 výkonové elektroniky v oblasti automotive, včetně schopnosti samostatné analýzy a syntézy částí výkonových polovodičových systémů a schopnosti aplikovat získané poznatky při praktickém návrhu výkonových polovodičových měničů. Získané poznatky tvoří součást všeobecných znalostí elektroinženýra, zejména je-li zaměřen na aplikace průmyslové a automobilové elektroniky.
Vyučovací metody
Přednášky
Cvičení (v učebně)
Experimentální práce v laboratoři
Anotace
Po absolvování předmětu získá student znalosti umožňující dobrou orientaci v aplikacích výkonové elektroniky, spínaných a zálohových zdrojů, v oblasti automotive, v regulátorech střídavého výkonu a aplikacích elektrických pohonů v dopravě, dále pak schopnost posouzení částí výkonových polovodičových systémů a schopnost aplikace získaných poznatků při praktickém návrhu výkonových polovodičových systémů. Získané poznatky tvoří součást všeobecných znalostí elektrotechnicky vzdělaného odborníka.
Předmět se zaměřuje na detailní poznání moderních výkonových spínacích prvků včetně jejich aplikačních pravidel a rozvíjí poznatky z teorie výkonových polovodičových systémů.
Povinná literatura:
Doporučená literatura:
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.
- Odevzdání protokolů z měření v řádném termínu.
- Absolvování všech kontrolních testů v řádném termínu.
- 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
Další požadavky na studenta nejsou.
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
Přednášky:
1. Moderní spínací polovodičové součástky, výkonové tranzistory, IGBT, vypínatelné typy tyristorů.
2. Topologie pulzních měničů bez transformátoru, varianty zapojení podle polarity napětí a směru proudu, principy činnosti, základní typy řízení a aplikace, řešené příklady (1).
3. Topologie pulzních měničů bez transformátoru, varianty zapojení podle polarity napětí a směru proudu, principy činnosti, základní typy řízení a aplikace, řešené příklady (2).
4. Základní a moderní topologie spínaných zdrojů s transformátorem, měniče typu Forward a Flyback, spínané stabilizátory, účinnost spínaných zdrojů, řešené příklady.
5. Základní a moderní topologie spínaných zdrojů s transformátorem, měniče typu Push-Pull, dvojčinné měniče, účinnost spínaných zdrojů, řešené příklady.
6. DC/DC měniče s měkkým spínáním, principy ZCS a ZVS, rezonanční měniče.
7. Spínané zálohové a nabíjecí elektronické zdroje, aplikace v automotive.
8. Napěťové střídače, principy, zapojení, metody řízení výstupního napětí, šířkové řízení, PWM řízení, Vektorová PWM, aplikace (1).
9. Napěťové střídače, principy, zapojení, metody řízení výstupního napětí, šířkové řízení, PWM řízení, Vektorová PWM, aplikace (2).
10. Proudové střídače, principy, zapojení, aplikace.
11. Nepřímé měniče kmitočtu s napěťovým a proudovým meziobvodem, jejich aplikace v pohonech hybridních a elektrických vozidel.
12. Příklady konstrukčního provedení a uspořádaní měničů, konkrétní aplikace, vývojové tendence výkonových polovodičových systémů v oblasti automotive.
Cvičení:
1. Základy dimenzování výkonových polovodičových součástek.
2. Výpočet ztrátového výkonu polovodičových součástek ve spínacím režimu.
3. Příklady výpočtu a procvičení teorie pulsních měničů.
4. Laboratorní úloha č. 1 – DC/DC měniče, snižující a zvyšující pulzní měnič.
5. Simulace vybraných topologií DC/DC měničů v OrCAD/PSpice.
6. Návrh výkonové a řídicí části propustného a blokujícího spínaného zdroje.
7. Test č. 1.
8. Laboratorní úloha č. 2 – DC/DC měniče s transformátorem, měniče typu Forward a Flyback.
9. Laboratorní úloha č. 3 – měření zatěžovacích charakteristik a účinnosti spínaného zdroje.
10. Příklady výpočtu a procvičení teorie napěťových střídačů.
11. Simulace vybraných topologií napěťových a proudových střídačů v OrCAD/PSpice.
12. Laboratorní úloha č. 4 – 1f napěťový střídač, šířkové a PWM řízení.
13. Laboratorní úloha č. 5 – 3f napěťový střídač, šířkové a PWM řízení, režimy U/f = konst. a U/f ≠ konst.
14. Test č. 2.
Zpracování výsledků laboratorních cvičení:
Laboratorní úloha č. 1 – DC/DC měniče, snižující a zvyšující pulzní měnič.
Laboratorní úloha č. 2 – DC/DC měniče s transformátorem, měniče typu Forward a Flyback.
Laboratorní úloha č. 3 – měření zatěžovacích charakteristik a účinnosti spínaného zdroje.
Laboratorní úloha č. 4 – 1f napěťový střídač, šířkové a PWM řízení.
Laboratorní úloha č. 5 – 3f napěťový střídač, šířkové a PWM řízení, režimy U/f = konst. a U/f ≠ konst.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.