Obiettivi formativi
1. Conoscenza e comprensione
- Lo studente affronterà i problemi progettuali nel campo dell’elettronica di potenza, sia dal punto di vista dei singoli componenti che dell’intero sistema. A tal fine verranno forniti anche alcuni complementi su circuiti driver per transistori di potenza e sul dimensionamento dei componenti passivi.
- Lo studente acquisirà successivamente competenze sui problemi termo-meccanici e gli aspetti di compatibilità elettromagnetica, che rivestono oggigiorno un’importanza primaria.
2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione
- Lo studente acquisirà competenze di laboratorio, sia a livello hardware che software, applicandole ad aspetti di progettazione di sistemi di conversione da fonti rinnovabili.
Prerequisiti
- - -
Contenuti dell'insegnamento
- Dispositivi elettronici di potenza:
- Diodi PiN;
- BJT;
- MOSFET;
- SCR;
- IGBT.
- Circuiti driver per dispositivi elettronici di potenza.
- Circuiti snubber per dispositivi elettronici di potenza.
- Aspetti termici nella progettazione di dispositivi e moduli elettronici di potenza.
- Meccanismi di guasto e affidabilità di dispositivi e moduli elettronici di potenza.
- Non-idealità e dimensionamento dei componenti di potenza passivi:
- condensatori;
- nuclei magnetici;
- induttori;
- trasformatori.
- Compatibilità elettromagnetica (EMC):
- Descrizione generale dei problemi di EMC;
- Cenni sulle normative;
- Modelli per emissione e suscettività radiata e condotta;
- Scariche elettrostatiche (ESD);
- Schermature.
- Modellazione di componenti e moduli di potenza:
- La simulazione ad elementi finiti;
- Modelli termici e termo-meccanici ed elettromagnetici ad elementi finiti;
- Conversione energetica da fonti rinnovabili.
Programma esteso
- Dispositivi elettronici di potenza:
- Diodi PiN;
- BJT;
- MOSFET;
- SCR;
- IGBT.
- Circuiti driver per dispositivi elettronici di potenza.
- Circuiti snubber per dispositivi elettronici di potenza.
- Aspetti termici nella progettazione di dispositivi e moduli elettronici di potenza.
- Meccanismi di guasto e affidabilità di dispositivi e moduli elettronici di potenza.
- Non-idealità e dimensionamento dei componenti di potenza passivi:
- condensatori;
- nuclei magnetici;
- induttori;
- trasformatori.
- Compatibilità elettromagnetica (EMC):
- Descrizione generale dei problemi di EMC;
- Cenni sulle normative;
- Modelli per emissione e suscettività radiata e condotta;
- Scariche elettrostatiche (ESD);
- Schermature.
- Modellazione di componenti e moduli di potenza:
- La simulazione ad elementi finiti;
- Modelli termici e termo-meccanici ed elettromagnetici ad elementi finiti;
- Conversione energetica da fonti rinnovabili.
Bibliografia
- C. R. Paul, Compatibilità Elettromagnetica, Hoepli, 1995.
- N. Mohan, T. M. Undeland, W. P. Robbins, Power Electronics: Converters, Applications, and Design, 3rd Ed., John Wiley, 2003.
Metodi didattici
- Lezioni con proiezione di slides (file PDF fornito preventivamente agli studenti)
- Attività di laboratorio per il CAD elettronico su:
1) Simulazione elettro-termo-magnetica
2) Analisi termica di componenti e circuiti di potenza
3) Progettazione di sistemi di conversione da fonti rinnovabili
L'attività di laboratorio comprenderà una parte introduttiva all'uso del software, guidata dal docente, con l'ausilio di assistenti e una seconda parte di lavoro a gruppi di 2-3 studenti, ai quali verrà assegnato un progetto da svolgere.
Modalità verifica apprendimento
Non sono previste prove in itinere.
L’esame consisterà in una prova orale, nella quale lo studente dovrà dimostrare di aver assimilato i contenuti delle lezioni svolte in classe, e in una relazione scritta sull'attività di laboratorio, che dopo alcune lezioni introduttive comuni, consisterà nello svolgimento di un progetto assegnato a gruppi di 2-3 studenti.
Alla formazione del voto finale contribuiranno con lo stesso peso il voto della prova orale e quello della relazione sull'attività di laboratorio.
Altre informazioni
Il materiale didattico e di supporto alle lezioni è disponibile sul sito
lea.unipr.it
