Detail předmětu
Návrh elektronických zařízení
FEKT-BPC-NEZAk. rok: 2021/2022
Předmět je silně prakticky orientován. Studentům je představen kompletní postup vývoje typického elektronického zařízení od návrhu po realizaci s využitím moderních nástrojů EDA a CAD. Jednotlivé kroky návrhu jsou podrobně popsány, zdůvodněny a demonstrovány na příkladech. Jsou představeny typické softwarové nástroje, které se v současné době používají v jednotlivých fázích řešení projektu. Větší důraz je pak kladen na návrh napájecího subsystému zařízení s ohledem na moderní trendy v této oblasti (spínané zdroje, rezonanční měniče, bateriové napájení, energy harvesting). 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
- vybrat a používat nástroje EDA a CAD pro návrh elektronických zařízení
- analyzovat požadavky na elektronický systém a navrhnout jeho architekturu
- uvést parazitních vlastnosti elektronických komponent a stanovit jejich vliv na funkci napájecího zdroje
- porovnat vlastnosti základních elektronických komponent a pro danou aplikaci vybrat vhodný typ
- vysvětlit princip funkce lineárních i spínaných zdrojů různých topologií
- na základě požadavků vybrat vhodnou topologii napájecího zdroje (lineárního i spínaného)
- vypočítat hodnoty a požadované mezní parametry klíčových komponent napájecího zdroje
- navrhnout jištění a chlazení napájecího zdroje
Prerekvizity
Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „pracovníka poučeného“ dle Vyhl. 50/1978 Sb., kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy.
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Způsob a kritéria hodnocení
Osnovy výuky
2. Architektura elektronického systému, volba komponent
3. Plošné spoje
4. Rezistory a kondenzátory - praktické vlastnosti, výběr
5. Cívky a transformátory - praktické vlastnosti, výběr, návrh
6. Polovodičové součástky - praktické vlastnosti, výběr
7. Referenční zdroje napětí, parametrické stabilizátory
8. Spojité stabilizátory, zpětná vazba
9. Neizolované spínané měniče
10. Izolované spínané měniče
11. Můstkové měniče, metody zvyšování účinnosti měničů
12. Korektory účiníku, jištění a chlazení napájecích zdrojů
13. Autonomní napájecí zdroje
Učební cíle
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Základní literatura
VRBA, K.; HANÁK, P. Vybrané problémy konstrukce elektronických přístrojů pro integrovanou výuku VUT a VŠB- TUO. Elektronická skripta. Technická 12, 616 00 Brno: Vysoké učení technické v Brně, FEKT, UTKO, 2014. s. 1-110. ISBN: 978-80-214-5071- 4.
WILLIAMS, T. EMC for Product Designers, 4th Edition. Boston: Newnes, 2007. 512 p. ISBN: 978-0750681704
Elearning
Zařazení předmětu ve studijních plánech
Typ (způsob) výuky
Přednáška
Vyučující / Lektor
Osnova
2. Architektura elektronického systému, volba komponent
3. Plošné spoje
4. Rezistory a kondenzátory - praktické vlastnosti, výběr
5. Cívky a transformátory - praktické vlastnosti, výběr, návrh
6. Polovodičové součástky - praktické vlastnosti, výběr
7. Referenční zdroje napětí, parametrické stabilizátory
8. Spojité stabilizátory, zpětná vazba
9. Neizolované spínané měniče
10. Izolované spínané měniče
11. Můstkové měniče, metody zvyšování účinnosti měničů
12. Korektory účiníku, jištění a chlazení napájecích zdrojů
13. Autonomní napájecí zdroje
Cvičení na počítači
Vyučující / Lektor
Osnova
2. Simulace elektronických obvodů 2: DC-DC měniče
3. Zadání samostatného projektu
4. Návrh plošných spojů 1
5. Návrh plošných spojů 2
6. Práce na samostatném projektu
Laboratorní cvičení
Vyučující / Lektor
Osnova
2. Referenční zdroje napětí a proudu
3. Základní termální a EMC analýza elektronického zařízení
4. Osazení a oživení elektronického zařízení
5. DC-AC a AC-DC měniče
Elearning