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Insegnamento
POWER ELECTRONICS DESIGN - LABORATORIO DI ELETTRONICA PER L'ENERGIA
INP5074437, A.A. 2017/18
Informazioni valide per gli studenti immatricolati nell'A.A. 2016/17
Dettaglio crediti formativi
Tipologia |
Ambito Disciplinare |
Settore Scientifico-Disciplinare |
Crediti |
CARATTERIZZANTE |
Ingegneria elettronica |
ING-INF/01 |
9.0 |
Modalità di erogazione
Periodo di erogazione |
Primo semestre |
Anno di corso |
II Anno |
Modalità di erogazione |
frontale |
Organizzazione della didattica
Tipo ore |
Crediti |
Ore di Corso |
Ore Studio Individuale |
Turni |
LEZIONE |
9.0 |
72 |
153.0 |
Nessun turno |
Inizio attività didattiche |
25/09/2017 |
Fine attività didattiche |
19/01/2018 |
Commissioni d'esame
Commissione |
Dal |
Al |
Membri |
1 A.A. 2017/2018 |
01/10/2017 |
15/03/2019 |
SPIAZZI
GIORGIO
(Presidente)
CORRADINI
LUCA
(Membro Effettivo)
BUSO
SIMONE
(Supplente)
MATTAVELLI
PAOLO
(Supplente)
ROSSETTO
LEOPOLDO
(Supplente)
TENTI
PAOLO
(Supplente)
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Prerequisiti:
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Oltre alle conoscenze fondamentali di matematica e fisica, per la frequenza del corso è necessario possedere conoscenze nell'ambito della teoria dei circuiti (proprietà delle reti elettriche e teoremi fondamentali della teoria delle reti) e nei corsi di base di elettronica (dispositivi elettronici, amplificatori operazionali) e di controlli automatici (retroazione, stabilità, risposta in frequenza, diagrammi di Bode). |
Conoscenze e abilita' da acquisire:
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Gli obiettivi principali del corso sono:
- far acquisire allo studente familiarità nell’analisi dei convertitori a commutazione;
- fornire gli strumenti sia teorici che pratici per il progetto e la realizzazione di sistemi di conversione ad elevata frequenza di commutazione, con particolare riferimento ai convertitori cc-cc. |
Modalita' di esame:
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L'esame finale è diviso in due parti:
1 - scritto (Quiz di Moodle, tempo a disposizione 2-2.5h)
2 - orale
Prerequisito all'esame finale è la consegna delle schede relative all'attività di laboratorio. |
Criteri di valutazione:
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Vengono valutate le capacità acquisite di analisi di sistemi elettronici a commutazione e di progetto degli stessi. |
Contenuti:
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- Introduzione: descrizione del contenuto del corso e sua organizzazione. Esempi di sistemi di conversione di potenza.
- Dispositivi elettronici di potenza: diodi, MOSFETs e IGBTs.
- Perdite di conduzione e commutazione: considerazioni termiche.
- Richiami sulla modellistica dei convertitori.
- Controllo di corrente di picco: modellistica e criteri di progetto.
- Controllo di corrente media.
- Topologie di convertitori isolati: Forward, push-pull, half-bridge, full-bridge e flyback.
- Richiami sulle proprietà magnetiche dei materiali: induttori e trasformatori.
- Analisi dei trasformatori ad alta frequenza: effetti pelle e prossimità.
- Criteri di progetto di induttori e trasformatori.
- Analisi e progetto di filtri d'ingresso.
- Circuiti di snubber.
- Considerazioni di layout.
- Uso dei software MATLAB/Simulink e PLECS nella simulazione di convertitori a commutazione.
Attività di laboratorio
- Comportamento dinamico di un convertitore Boost con controllo di corrente di picco.
- Analisi delle perdite in un convertitore Boost.
- Progetto e misure su un convertitore Flyback.
- Progetto e misure su un convertitore Forward con clamp attivo. |
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento:
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Il corso è basato in parte su lezioni frontali con l'utilizzo della lavagna e di slides, ed in parte su attività di gruppo su argomenti specifici.
A questo si affianca una attività di laboratorio in cui lo studente ha la possibilità di analizzare il comportamento reale di convertitori cc/cc confrontando le misure sui prototipi con i risultati dell'analisi teorica e i risultati delle simulazioni. |
Eventuali indicazioni sui materiali di studio:
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Materiale didattico di supporto verrà reso disponibile nella pagina Moodle del corso. |
Testi di riferimento: |
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R. W. Erickson, D. Maksimovic, Fundamentals of Power Electronics - Second Edition. --: Kluwer Academic Publishers, 2001. ISBN 0-7923-7270-0 - Main reference book
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N. Mohan, T. Undeland, W. Robbins, Power Electronics: Converters, Applications, and Design, Second Edition. --: Wiley & Sons Inc., 1995. ISBN 0-471-58408-8 - Auxiliary reference book
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J. G. Kassakian, M. F. Schlecht, G. C. Verghese, Principle of Power Electronics. --: Addison Wesley, 1991. ISBN 0-201-09689-7 - Auxiliary reference book
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G. Spiazzi, L. Corradini, Lecture Notes in Power Electronics. --: Libreria progetto, --. Main reference book
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