Obiettivi formativi
1) Conoscenza e comprensione
La frequenza alle lezioni e lo studio individuale permetteranno allo studente di acquisire la conoscenza e la comprensione di:
- topologia circuitale dei più importanti circuiti per la conversione statica dell'energia
- funzionamento dei più importanti circuiti per la conversione statica dell'energia
- necessità dei circuiti di protezione (snubber), loro struttura, funzionamento e dimensionamento
- esempi di circuiti di pilotaggio (driver)
2) Capacità di applicare conoscenza e comprensione
La frequenza alle lezioni e lo studio individuale permetteranno allo studente di acquisire le seguenti competenze:
- capacità di analizzare il funzionamento dei circuiti per la conversione statica dell'energia
- capacità di analizzare le forme d'onda di tensione e corrente e di valutare i principali parametri di prestazione dei convertitori di potenza
- capacità di effettuare semplici esercizi di dimensionamento dei componenti attivi e passivi dei convertitori di potenza.
Prerequisiti
Principi ed applicazioni dell'ingegneria elettrica. Elettronica 1. Elettronica 2.
Contenuti dell'insegnamento
1) Introduzione all'elettronica di potenza
2) Convertitori AC/DC (raddrizzatori)
3) Convertitori DC/DC dissipativi e di tipo "switching"
4) Convertitori DC/AC (inverter)
5) Snubber per interruttori di potenza
6) Driver per BJT e MOSFET
Programma esteso
1) Introduzione all'elettronica di potenza.
Cenni sui dispositivi di potenza a semiconduttore. Classificazione dei convertitori. Parametri di merito: distorsione in ingresso e in uscita, rendimento, regolazione.
2) Convertitori AC/DC (raddrizzatori)
Raddrizzatore a singola semionda. Raddrizzatore a onda intera con secondario a presa centrale. Raddrizzatore a ponte. Filtri passa-basso. Raddrizzatore a ponte con carico RLE. Raddrizzatore a ponte trifase.
3) Convertitori DC/DC dissipativi e di tipo "switching"
Regolatori dissipativi. Convertitori DC/DC "switching": Buck, Boost, Buck-Boost, Cuk. Convertitore DC/DC a ponte; modulazione PWM.
4) Convertitori DC/AC (inverter)
Inverter a mezzo ponte. Inverter a ponte intero. Inverter trifase: funzionamento a 180° e a 120°. Modulazione degli inverter a ponte: PWM a impulso singolo, a impulsi multipli, sinusoidale; modulazione "space vector".
5) Snubber per interruttori di potenza
Snubber per turn-off, overvoltage, e turn-on.
6) Driver per BJT e MOSFET
Cenni sui driver per BJT e MOSFET. Isolamento dei driver.
Bibliografia
M. Rashid, "Power electronics", 3rd ed., Prentice-Hall, ISBN 0-13-122815-
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Metodi didattici
Lezioni frontali con utilizzo di slides (disponibili per il download agli studenti). Esercizi svolti dal docente.
Modalità verifica apprendimento
Esame orale. L'esame è unico per i tre moduli che compongono l'insegnamento integrato.
Durante l'esame lo studente dovrà dimostrare di conoscere i circuiti presentati nelle lezioni e di saperne descrivere il funzionamento. Lo studente dovrà inoltre dimostrare di sapere quantificare le prestazioni dei circuiti calcolandone i parametri di merito a partire dalle forme d'onda di tensioni e correnti. Si richiede inoltre la capacità di affrontare semplici esercizi quantitativi di dimensionamento dei componenti attivi e passivi.
Altre informazioni
Materiale didattico (slides delle lezioni) reperibile su lea.unipr.it.
