Obiettivi formativi
Il corso si prefigge di portare lo studente ad affrontare direttamente 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 alcuni complementi su circuiti driver per transistori di potenza e sul dimensionamento dei componenti passivi. Si passerà poi allo studio dei problemi termo-meccanici e agli aspetti di compatibilità elettromagnetica, che rivestono oggigiorno un’importanza primaria.
Una parte del corso sarà dedicata ad aspetti di progettazione di sistemi di conversione da fonti rinnovabili.
Prerequisiti
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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
Modalità verifica apprendimento
L’esame consiste in una prova orale e una tesina sull’attività di laboratorio.
Altre informazioni
Il materiale didattico e di supporto alle lezioni è disponibile sul sito
lea.unipr.it
