Detail předmětu
Napájení elektronických zařízení
FEKT-BNEZAk. rok: 2017/2018
Předmět je silně prakticky orientován, cílem je naučit studenta správně vybrat typ a celkově navrhnout napájecí zdroj pro elektronické zařízení. Studenti se detailně seznámí se základními elektronickými komponentami pro konstrukci moderních napájecích zdrojů (aktivních i pasivních) včetně jejich parazitních vlastností. Dále získají přehled o principu a různých topologiích lineárních a spínaných zdrojů, neizolovaných, izolovaných i autonomních. V rámci výuky provádí studenti simulaci elementárních obvodů napájecích zdrojů, návrh napájecího zdroje s využitím dostupných SW nástrojů a návrh desky plošných spojů pro tento zdroj včetně přípravy dat pro jeho výrobu.
Jazyk výuky
Počet kreditů
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
o uvést parazitních vlastnosti elektronických komponent a stanovit jejich vliv na funkci napájecího zdroje
o porovnat vlastnosti základních elektronických komponent a pro danou aplikaci vybrat vhodný typ
o vysvětlit princip funkce lineárních i spínaných zdrojů různých topologií
o na základě požadavků vybrat vhodnou topologii napájecího zdroje (lineárního i spínaného)
o vypočítat hodnoty a požadované mezní parametry klíčových komponent napájecího zdroje
o použít základní dostupné nástroje pro návrh napájecích zdrojů
o navrhnout jištění a chlazení napájecího zdroje
Prerekvizity
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Způsob a kritéria hodnocení
Osnovy výuky
2. Vlastnosti reálných transformátorů, princip funkce a vlastnosti reálných induktorů
3. Vlastnosti reálných kapacitorů a jejich použití, vlastnosti polovodičových diod, neřízené usměrňovače
4. Vlastnosti polovodičových spínacích prvků (bipolární a unipolární tranzistor, tyristor, triak, diak, IGBT), řízené usměrňovače
5. Referenční zdroje napětí, napěťové referenční diody, zdroje typu band-gap
6. Parametrické stabilizátory a lineární zpětnovazební stabilizátory
7. Integrované spojité (lineární) stabilizátory, nábojové pumpy
8. Základní topologie a princip funkce neizolovaných spínaných měničů s induktory
9. Základní topologie a princip funkce izolovaných spínaných měničů
10. Měniče se synchronním (aktivním) usměrněním, paralelní a vícefázové měniče, můstkové topologie spínaných měničů
11. Kvazirezonanční a rezonanční měniče, korektory účiníku
12. Návrh zpětné vazby napěťových stabilizátorů, jištění a chlazení napájecích zdrojů
13. Autonomní napájecí zdroje: primární a sekundární články, alternativní zdroje elektrické energie
Učební cíle
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Zařazení předmětu ve studijních plánech
Typ (způsob) výuky
Přednáška
Vyučující / Lektor
Osnova
Zvláštní zdroje energie (palivové články, fotovoltaické články, termoelektrické články, atomové články)
Neřízené usměrňovače s nesetrvačnou i setrvačnou zátěží
Stabilizace střídavého výkonu
Lineární stabilizátory nelineární a lineární
Lineární stabilizátory proudu
Impulzní stabilizátory, snižující měnič
Zvyšující,invertující a Čukův měnič
Impulzní regulované napájecí zdroje - úvod
Propustný měnič, můstkový měnič
Blokující měnič, měniče rezonanční
Referenční zdroje
Korektory účinníku
Cvičení na počítači
Vyučující / Lektor
Osnova
2. PSpice - simulace DC-DC měniče
3. Zadání samostatného projektu
4. Úvod do programu Eagle - tvorba schématu, návrh desky plošný spojů
5. Úvod do programu Eagle - práce s knihovnami, export dat pro výrobu
6. Práce na samostatném projektu
Laboratorní cvičení
Vyučující / Lektor
Osnova
2. Referenční zdroje napětí a proudu
3. DC-DC měniče s cívkou a nábojové pumpy
4. DC-DC měnič - praktický návrh
5. DC-AC a AC-DC měniče