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a Ciclo Unico
Scuola di Ingegneria
INGEGNERIA ELETTRONICA
Insegnamento
ELETTRONICA INDUSTRIALE
INL1001831, A.A. 2017/18

Informazioni valide per gli studenti immatricolati nell'A.A. 2015/16

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Corso di laurea in
INGEGNERIA ELETTRONICA
IN0507, ordinamento 2011/12, A.A. 2017/18
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Crediti formativi 9.0
Tipo di valutazione Voto
Denominazione inglese INDUSTRIAL ELECTRONICS
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Ingegneria dell'Informazione (DEI)
Sito E-Learning https://elearning.dei.unipd.it/course/view.php?idnumber=2017-IN0507-000ZZ-2015-INL1001831-N0
Obbligo di frequenza No
Lingua di erogazione ITALIANO
Sede PADOVA
Corso singolo È possibile iscriversi all'insegnamento come corso singolo
Corso a libera scelta È possibile utilizzare l'insegnamento come corso a libera scelta

Docenti
Responsabile PAOLO TENTI ING-INF/01

Dettaglio crediti formativi
Tipologia Ambito Disciplinare Settore Scientifico-Disciplinare Crediti
CARATTERIZZANTE Ingegneria elettronica ING-INF/01 9.0

Organizzazione dell'insegnamento
Periodo di erogazione Primo semestre
Anno di corso III Anno
Modalità di erogazione frontale

Tipo ore Crediti Ore di
didattica
assistita
Ore Studio
Individuale
LEZIONE 9.0 72 153.0

Calendario
Inizio attività didattiche 25/09/2017
Fine attività didattiche 19/01/2018

Commissioni d'esame
Commissione Dal Al Membri
6 A.A. 2017/2018 01/10/2017 15/03/2019 TENTI PAOLO (Presidente)
SPIAZZI GIORGIO (Membro Effettivo)
BUSO SIMONE (Supplente)
CORRADINI LUCA (Supplente)
MATTAVELLI PAOLO (Supplente)
ROSSETTO LEOPOLDO (Supplente)
5 A.A. 2016/2017 01/10/2016 15/03/2018 TENTI PAOLO (Presidente)
BUSO SIMONE (Membro Effettivo)
CORRADINI LUCA (Supplente)
MAGNONE PAOLO (Supplente)
MATTAVELLI PAOLO (Supplente)
ROSSETTO LEOPOLDO (Supplente)
SPIAZZI GIORGIO (Supplente)

Syllabus
Prerequisiti: Il corso fa uso di nozioni di teoria delle reti e teoria dei segnali, in particolare l'analisi in frequenza di segnali periodici e l'analisi dinamica di sistemi lineari nel dominio delle trasformate di Lapace. Si fa inoltre riferimento alle tecnologie e caratteristiche operative dei dispositivi a semiconduttore e ai concetti fondamentali del controllo automatico.
Conoscenze e abilita' da acquisire: Il corso discute le configurazioni fondamentali degli alimentatori elettronici a corrente continua e corrente alternata e fornisce le competenze fondamentali per l’analisi e la progettazione di alimentatori a commutazione, sia isolati che non isolati, per un esteso campo di potenze e applicazioni.
Vengono anche discusse le proprietà e le modalità applicative dei più importanti dispositivi elettronici di potenza, le relative tecniche di comando e i limiti elettrici, termici ed elettromagnetici, con l’obiettivo di fornire allo studente una panoramica dei problemi applicativi dei componenti e circuiti elettronici di potenza.
Le caratteristiche di funzionamento dei convertitori cc/cc, a catena a perta e catena chiusa, vengono sperimentate in laboratorio tramite una serie di esercitazioni su schede progettate e realizzate a fini didattici.
Modalita' di esame: Prova scritta: esercizio di dimensionamento di un convertitore; relazione sulle attività di laboratorio.
Prova orale: discussione degli argomenti trattati nel corso
Prova di laboratorio: allestimento e test di un circuito di conversione sperimentale.
Criteri di valutazione: La valutazione della preparazione dello studente si basera' sulla comprensione dell'analisi teorica dei circuiti di conversione e dei loro criteri di dimensionamento e l'effettuazione di misure sperimentali su prototipi.
Contenuti: Il corso inizia con una panoramica dei numerosi settori applicativi degli alimentatori elettronici e dei corrispondenti requisiti in termini elettrici, energetici, funzionali,affidabilistici ed ambientali.
Vengono quindi introdotti i componenti elettronici di potenza di più largo impiego nei convertitori a commutazione (diodi, PowerMos, IGBT), e di ciascuno di essi vengono discusse le caratteristiche, i limiti operativi e gli ambiti di utilizzo.
Segue l’analisi delle principali topologie di convertitori cc/cc non isolati (buck, boost, buck-boost), delle loro caratteristiche in funzionamento continuo e discontinuo, delle principali tecniche di controllo a retroazione di tensione e di corrente, e dei criteri di dimensionamento.
Dopo un’analisi della struttura e delle caratteristiche dei trasformatori ad alta frequenza, si passa quindi allo studio delle principali topologie di convertitori cc/cc isolati (forward, dual-forward, push-pull, flyback), delle loro caratteristiche operative e dei criteri di dimensionamento.
Viene poi affrontato lo studio degli schemi di inverter monofase (convertitori cc/ca), a ponte e mezzo-ponte, e delle relative problematiche di controllo.
Infine, dopo un’analisi delle normative che limitano l’immissione di armoniche nella rete pubblica, vengono esaminate le principali configurazioni di circuiti per la correzione del fattore di potenza (boost, flyback).
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento: Didattica frontale:
1.Introduzione al corso
2.Componenti elettronici (aspetti generali del funzionamenti dei componenti elettronici: SOA, snubber, aspetti termici; diodi; power Mosfet; IGBT; IGCT)
3.Schemi di base di convertitori cc/cc non isolati (introduzione ai convertitori cc/cc; convertitore buck: funzionamento in modo continuo (CCM) e discontinuo (DCM); convertitore boost; convertitore buck-boost)
4.Convertitori cc/cc isolati (Trasformatori ad alta frequenza; convertitore forward; convertitore dual-forward; convertitore push-pull; convertitore flyback)
5.Convertitori cc/cc bidirezionali
6.Controllo dei convertitori cc/cc (tecniche di modulazione di larghezza degli impulsi (PWM); controllo feedforward di tensione; controllo di tensione a retroazione; controllo di tensione a retroazione con limitazione di corrente; controllo di corrente media; controllo di corrente di picco)
7.Convertitori ca/cc (raddrizzatori con carico capacitivo; limiti sulle armoniche e filtraggio passivo; circuiti di correzione del fattore di potenza: PFC boost, PFC flyback)
8. Convertitori cc/ca (inverter monofase a tensione impressa; inverter half-bridge; inverter full-bridge; controllo PWM della tensione d’uscita)

Esercitazioni in aula: dimensionamento di diverse tipologie di convertitori

Esercitazioni di laboratorio: verifica sperimentale delle caratteristiche funzionali di un convertitore buck (analisi statica e dinamica a catena aperta; controllo a catena chiusa con loop di tensione e loop di corrente)
Eventuali indicazioni sui materiali di studio: Lo studente può scaricare dal sito moodle del corso: gli appunti del corso, i file powerpoint usati dal docente, numerosi esercizi ed alcuni esempi di dimensionamento.
Testi di riferimento:
  • Ned Mohan, Tore M. Undeland, William P. Robbins, Elettronica di potenza : convertitori e applicazioni. --: Hoepli, 2005. ISBN 88-203-3428-3 Cerca nel catalogo
  • Ned Mohan, Tore M. Undeland, William P. Robbins, Power Electronics: Converters, Applications, and Design. --: Wiley, 2003. ISBN 0-471-22693-9 Cerca nel catalogo
  • Robert W. Erickson, Dragan Maksimovic, Fundamentals of power electronics. --: Kluwer, 2001. ISBN 0792372700 Cerca nel catalogo