448-0304/01 – Výkonové spínací prvky (VSPM)

Garantující katedraKatedra elektronikyKredity4
Garant předmětuprof. Ing. Pavel Brandštetter, CSc.Garant verze předmětuprof. Ing. Pavel Brandštetter, CSc.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinně volitelný
Ročník2Semestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2003/2004Rok zrušení2009/2010
Určeno pro fakultyFEIUrčeno pro typy studiamagisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
BRA30 prof. Ing. Pavel Brandštetter, CSc.
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+2

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Po absolvování předmětu student získá znalosti umožňující dobrou orientaci v principech činnosti výkonových spínacích prvků, schopnost samostatné analýzy a syntézy činnosti výkonových spínacích prvků a umí aplikovat získané poznatky při praktickém návrhu různých elektronických zařízení, např. spínaných zdrojů, různých typů regulátorů a výkonových polovodičových měničů. Získané poznatky tvoří součást znalostí elektroinženýra zejména, je-li zaměřen na aplikace systémů výkonové elektroniky.

Vyučovací metody

Anotace

Předmět seznamuje posluchače s vlastnostmi prvků, které jsou využívány ve výkonových polovodičových měničích 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 a 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. Vondrášek,F.: Výkonová elektronika I, skriptum ZČU Plzeň, 1994. Heumann, K.: Basic Principles of Power Electronics. Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York, ISBN 3-540-16138-4, 1986. Rashid, M. H.: Power Electronics. Prentice-Hall International, Inc. ISBN 0-13-334483-5, 1993.

Doporučená literatura:

Benda,V.: Silnoproudá zařízení polovodičová, skriptum ČVUT Praha, 1987.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Průběžná kontrola studia: Kontrolní testy TEST č.1, TEST č.2. 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

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 MCT - statické a dynamické vlastnosti, ztráty a dovolená pracovní oblast. IGCT - statické a dynamické vlastnosti, ztráty a dovolená pracovní oblast. Provedení a pouzdření výkonových polovodičových součástek, použitelný výkonový rozsah, elektrotepelné parametry. 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. Výpočet spínacích obvodů s bipolárními tranzistory. Výpočet spínacích obvodů s unipolárními tranzistory. Výpočet spínacích obvodů s tranzistory IGBT. 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 MCT. Počítačové laboratoře: Simulace obvodů s výkonovými polovodičovými prvky v programu PSpice. SW Pspice zajištěn v anglické verzi.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 1960/1961 letní 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) 0
                Laboratorní práce Laboratorní práce 20  0
                Písemka Písemka 20  0
        Zkouška Zkouška 60 (60) 0
                Písemná zkouška Písemná zkouška 40  0
                Ústní zkouška Ústní zkouška 20  0
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2008/2009 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2008/2009 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2007/2008 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2007/2008 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2006/2007 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2006/2007 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2005/2006 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2005/2006 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2004/2005 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2004/2005 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2003/2004 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2003/2004 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku