Didattica - Università degli Studi di Padova

Syllabus

Prerequisiti:	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:	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:	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:	Vengono valutate le capacità acquisite di analisi di sistemi elettronici a commutazione e di progetto degli stessi.
Contenuti:	- 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:	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:	Materiale didattico di supporto verrà reso disponibile nella pagina Moodle del corso.
Testi di riferimento:	R. W. Erickson, D. Maksimovic, Fundamentals of Power Electronics - Second Edition. --: Kluwer Academic Publishers, 2001. ISBN 0-7923-7270-0 - Main reference book 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 J. G. Kassakian, M. F. Schlecht, G. C. Verghese, Principle of Power Electronics. --: Addison Wesley, 1991. ISBN 0-201-09689-7 - Auxiliary reference book G. Spiazzi, L. Corradini, Lecture Notes in Power Electronics. --: Libreria progetto, --. Main reference book