448-0514/01 – Výkonové spínací prvky (VSPB)

Garantující katedraKatedra elektronikyKredity4
Garant předmětuprof. Ing. Pavel Brandštetter, CSc.Garant verze předmětuprof. Ing. Pavel Brandštetter, CSc.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostvolitelný odborný
Ročník2Semestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2006/2007Rok zrušení2009/2010
Určeno pro fakultyFEIUrčeno pro typy studiabakalářské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
BRA30 prof. Ing. Pavel Brandštetter, CSc.
HUD067 Ing. Petr Hudeček
PAV15 Ing. Tomáš Pavelek, Ph.D.
SOB060 Ing. Martin Sobek, Ph.D.
SZO040 Ing. Josef Szotkowski
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

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.

Doporučená literatura:

Vondrášek,F.: Výkonová elektronika I, skriptum ZČU Plzeň, 1994. Benda,V.: Silnoproudá zařízení polovodičová, skriptum ČVUT Praha, 1987. 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.

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

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. Kontrolní test TEST č.1 - Základní vlastnosti a parametry diod a tyristorů 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 unipolárních tranzistorů a 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

Podmínky absolvování jsou definovány pouze pro konkrétní verzi předmětu a formu studia

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2009/2010 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2009/2010 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika K čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2008/2009 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2008/2009 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika P čeština Rožnov pod Radhoštěm 2 volitelný odborný stu. plán
2008/2009 (B2649) Elektrotechnika K čeština Šumperk 2 volitelný odborný stu. plán
2008/2009 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika K čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2007/2008 (B2649) Elektrotechnika (2602R014) Aplikovaná a komerční elektronika P čeština Ostrava 2 volitelný odborný stu. plán
2007/2008 (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