Detail předmětu
Vybrané statě z výkonové elektroniky a elektrických pohonů
FEKT-DKC-VE1Ak. rok: 2021/2022
Problematika ringingu rychlých spínacích polovodičů MOS-FET, SiC MOS-FET a GaN MOS-FET, problematika obvodové realizace budičů pro tyto tranzistory, odlehčovací obvody vypínacího děje (ztrátové a bezeztrátové), parazitní jevy v silových obvodech DC/DC měniče s rychlými spínacími polovodiči - vliv rozptylu transformátoru, parazitních kapacit transformátoru a přechodu C-E tranzistorů, doptředný a zpětný zotavovací děj diod, eliminace důsledků těchto jevů. Vliv skin-efektu a proximity efektu ve vinutí, souvislosti geometrického uspořádání silového obvodu a budiče, problematika EMC.
Jazyk výuky
Počet kreditů
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Absolvent ovládá možnosti elminace ringingu konstrukcí silového obvodu a budiče.
Absolvent umí konstruovat koncové stupně budičů pro tranzistory SiC MOS-FET a GaN MOS-FET
Absolvent ovládá zapojení odlehčovacích obvodů.
Absolvent detailně rozumí vybraným typům rezonančních a kvazirezinančních měničů.
Absolvent umí navrhnout pulzní transformátor a tlumivku měniče včetně zohlednění skin-efektu a proximity-efektu.
Absolvent umí konstruovat silové obvody s extrémně rychlými polovodiči a dokáže se vypořádat se zesílenými parazitnimi jevy, jež se zde vyskytují.
Absolvent dokáže správně interpretovat zkreslení měření v silových obvodech.
Absolvent umí navrhnout odrušovací filtry měniče a dokáže konstruovat řídicí obvody odolné vůči rušení obvodů silových.
Prerekvizity
2. Základní znalosti problematiky zapínacího a vypínacího děje spínacího tranzistoru.
3. Základní znalosti v problematice budičů výkonových tranzistorů.
4. Základní znalosti návrhu impulzních transformátorů a tlumivek.
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Způsob a kritéria hodnocení
Osnovy výuky
2. Formy ringingu vznikající v silovém obvodu (kolektorový obvod), přenos Millerovou kapacitou do hradla, riziko kladné zpětné vazby, zamezení konstrukcí silového obvodu i budiče.
3. Příklady zapojení budičů s ohledem na potlačení ringingu obou diskutovaných typů.
4. Specifické požadavky na budiče SiC MOS-FET a GaN MOS-FET.
5. Ztrátové a bezeztrátové (rezonanční) odlehčovací obvody, specifická zapojení pro různé typy měničů.
6. Konkrétní detailní popis rezonančního měniče (vybraný typ).
7. Konkrétní detailní popis kvazirezonančního měniče (vybraný typ).
8. Souvislosti týkající se impulzních transformátorů a tlumivek, ztráty v jádru, skin-efekt, proximity-efekt - praktické souvislosti.
9. Vliv parazitních kapacit v silovém obvodu (tranzistory, diody, transformátor, problematika demagnetizace při chodu naprázdno, souvislosti s budičem).
10. Praktický vliv dopředného a zpětného zotavovacího děje diod v silovém obvodu měniče (na primární straně i ve výstupním usměrňovači) - vznik proudového nebo napěťového překmitu, souvislosti s rozptylem transformátoru, omezování di/dt a du/dt strmosti, praktická obvodová řešení.
11. Problematika korektního měření v silových obvodech, vliv souhlasného rušení a dalších rušivých signálů na naměřené průběhy.
12 Problematika EMC-EMS - odolnost řídicích obvodů vůči vlastnímu rušení silového obvodu, geometrický návrh DPS, koncepce řídicích obvodů s ohledem na odolnost proti rušení.
13. Problematika EMC-EMI - omezení vyzařování silových obvodů a šíření rušení po vstupních a výstupních kabelech, odrušovací filtry.
Učební cíle
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Základní literatura
Patočka, M.: Magnetické jevy a obvody ve výkonové elektronice, měřicí technice a silnoproudé elektrotechnice. V Brně: VUTIUM, 2011. ISBN 978-80-214-4003-6. (CS)
Patočka, M.: Vybrané statě z výkonové elektroniky, svazek 1, skriptum FEKT VUT Brno (CS)
Patočka, M.: Vybrané statě z výkonové elektroniky, svazek 2, skriptum FEKT VUT Brno (CS)
Zařazení předmětu ve studijních plánech
- Program DKC-EKT doktorský 0 ročník, zimní semestr, povinně volitelný
- Program DKC-KAM doktorský 0 ročník, zimní semestr, povinně volitelný
- Program DKC-MET doktorský 0 ročník, zimní semestr, povinně volitelný
- Program DKC-SEE doktorský 0 ročník, zimní semestr, povinně volitelný
- Program DKC-TEE doktorský 0 ročník, zimní semestr, povinně volitelný
- Program DKC-TLI doktorský 0 ročník, zimní semestr, povinně volitelný
Typ (způsob) výuky
Konzultace
Vyučující / Lektor
Osnova