Guida degli insegnamenti

Syllabus

Partially translatedTradotto parzialmente
[W001235] - ELETTRONICA DI POTENZAPOWER ELECTRONICS
Paolo CRIPPA
Lingua di erogazione: ITALIANOLessons taught in: ITALIAN
Laurea Magistrale - [IM11] INGEGNERIA ELETTRONICA (Curriculum: Sistemi Elettronici e Nanotecnologie) Master Degree (2 years) - [IM11] ELECTRONICS ENGINEERING (Curriculum: Sistemi Elettronici e Nanotecnologie)
Dipartimento: [040040] Dipartimento Ingegneria dell'InformazioneDepartment: [040040] Dipartimento Ingegneria dell'Informazione
Anno di corsoDegree programme year : 1 - Primo Semestre
Anno offertaAcademic year: 2020-2021
Anno regolamentoAnno regolamento: 2020-2021
Crediti: 9
Ore di lezioneTeaching hours: 72
TipologiaType: B - Caratterizzante
Settore disciplinareAcademic discipline: ING-INF/01 - ELETTRONICA

LINGUA INSEGNAMENTO LANGUAGE

ITALIANO

Italian


PREREQUISITI PREREQUISITES

Conoscenza della teoria dei circuiti elettronici e dei principi di funzionamento dei dispositivi a semiconduttore.

Knowledge of electronic circuit theory and semiconductor device operating principles.


MODALITÀ DI SVOLGIMENTO DEL CORSO DEVELOPMENT OF THE COURSE

Lezioni di teoria: 72 ore.

Theoretical lessons: 72 hours.


RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI LEARNING OUTCOMES
Conoscenze e comprensione.

L’insegnamento consentirà agli studenti di conoscere e comprendere le metodologie di analisi e progetto dei circuiti e sistemi elettronici di potenza. In particolare, gli studenti saranno in grado di conoscere e comprendere i principi di funzionamento dei dispositivi di potenza a semiconduttore, di analizzare e di progettare i circuiti e i convertitori di potenza impiegati nei sistemi elettronici di potenza, negli azionamenti elettrici e nei sistemi di energia pulita.


Capacità di applicare conoscenze e comprensione.

Gli studenti dovranno acquisire abilità nell’analizzare, selezionare, ed utilizzare i dispositivi di potenza a semiconduttore e nell'analizzare e progettare i circuiti elettronici per la conversione statica dell’energia elettrica e i sistemi di potenza. Più in generale gli studenti dovranno saper sfruttare le conoscenze acquisite per comprendere il funzionamento e per portare avanti il progetto di circuiti e sistemi elettronici di uso comune nelle applicazioni dell’elettronica di potenza.


Competenze trasversali.

Gli studenti, attraverso la risoluzione e il progetto di circuiti e sistemi elettronici reali, saranno in grado di integrare le competenze acquisite in questo corso e negli altri corsi per affinare e sviluppare le proprie abilità nell’ambito dell’elettronica di potenza. Gli studenti per mezzo del lavoro di gruppo, acquisiranno capacità di dialogo critico, di organizzazione, di collaborazione finalizzata al progetto, miglioreranno la loro autonomia di giudizio in generale e la loro capacità comunicativa.


Knowledge and Understanding.

The course will enable students to know and understand the methods of analysis and design of power electronic circuits and systems. In particular, students will be able to know and understand the principles of operation of semiconductor power devices, to analyze and design the circuits and power converters used in power electronic systems, electric drives and clean energy systems.


Capacity to apply Knowledge and Understanding.

Students are expected to achieve the ability of analyzing, choosing, and using the semiconductor power devices, to achieve the ability of analyzing and designing the electronic circuits for static energy conversion and power systems. More in general, students will be able to exploit the acquired knowledge to understand the operation, and to put forward the design, of electronic circuits and systems commonly used in power electronics applications.


Transversal Skills.

Students, through the solution and the design of realworld circuits and systems, will be able to integrate the skills acquired in this course and in the other ones to refine and develop their competence in the field of power electronics. Students by teamworking will acquire critical dialogue, organization, and design-oriented collaboration skills, and in general, they will improve their autonomous discernment as well as their communication ability.



PROGRAMMA PROGRAM

Contenuti (lezioni frontali, 72 ore)
- Introduzione all'elettronica di potenza, concetti fondamentali.
- Tecnologie e dispositivi a semiconduttore per l’elettronica di potenza: diodo, tiristori e GTO, BJT, MOSFET, IGBT, circuiti integrati di potenza.
- Convertitori AC-DC a frequenza di linea:
- Circuiti raddrizzatori a diodi non controllati.
- Circuiti raddrizzatori controllati.
- Circuiti raddrizzatori controllati bidirezionali.
- Convertitori DC-DC a commutazione.
- Convertitori DC-AC a commutazione.
- Convertitori AC-AC:
- Regolatori di tensione alternata.
- Cicloconvertitori.
- Convertitori a matrice.
- Convertitori risonanti.
- Circuiti snubber.
- Circuiti e sistemi di pilotaggio per dispositivi di potenza a semiconduttore.
- Applicazioni nei sistemi elettronici di potenza, negli azionamenti elettrici e nei sistemi di energia pulita.

Contents (lectures, 72 hours)
- Introduction to power electronics, fundamental concepts.
- Technologies and semiconductor devices for power electronics: diode, thyristors and GTO, BJT, MOSFET, IGBT, power integrated circuits.
- Line-frequency AC-DC converters:
- Uncontrolled diode rectifiers.
- Phase-controlled rectifiers.
- Bidirectional controlled rectifiers.
- Switch-mode DC-DC converters.
- Switch-mode DC-AC converters (inverters).
- AC-AC converters:
- AC voltage regulators.
- Cycloconverters.
- Matrix converters.
- Resonant converters.
- Snubber circuits.
- Drive circuits and systems for semiconductor power devices.
- Applications in electronic power systems, electric drives and clean energy systems.


MODALITÀ DI SVOLGIMENTO DELL'ESAME DEVELOPMENT OF THE EXAMINATION
Modalità di valutazione dell'apprendimento.

La valutazione del livello di apprendimento degli studenti è basata su una prova orale consistente nella discussione di uno o più argomenti trattati nel corso; se necessario, i quesiti la cui risposta richiede anche l'esecuzione di brevi calcoli o la rappresentazione di semplici circuiti saranno svolti in forma scritta durante la prova orale.


Criteri di valutazione dell'apprendimento.

Lo studente, nel corso della prova orale, dovrà dimostrare di possedere le competenze necessarie per l’analisi e il progetto dei circuiti elettronici di potenza; in particolare dovrà dimostrare di conoscere i principi di funzionamento dei dispositivi di potenza a semiconduttore, i sistemi elettronici di alimentazione e i circuiti di potenza per la conversione statica dell’energia elettrica.


Criteri di misurazione dell'apprendimento.

Attribuzione del voto finale in trentesimi.


Criteri di attribuzione del voto finale.

Al fine del superamento dell'esame con votazione minima lo studente deve dimostrare di possedere una conoscenza sufficientemente completa dei contenuti del corso.
La votazione massima è raggiunta dimostrando, attraverso le risposte ai quesiti proposti, una conoscenza completa e approfondita dei contenuti del corso.
La lode verrà attribuita agli studenti che, avendo conseguito la votazione massima, abbiano dimostrato una particolare padronanza della materia.


Learning Evaluation Methods.

The student learning evaluation is based on an oral test consisting in the discussion of one or more topics covered in the course. When necessary, the questions, whose answers also require short calculations or simple circuit drawings, will be carried out in writing during the oral test.


Learning Evaluation Criteria.

The student, during the oral test, must show he has the skills necessary for analysing and designing power electronic circuits. In particular, he has to demonstrate to know the operating principles of power semiconductor devices, power supply electronic systems, and power circuits for the static electricity conversion.


Learning Measurement Criteria.

Attribution of the final mark on a 30-point scale.


Final Mark Allocation Criteria.

In order to pass the exam with the minimum mark, a student must demonstrate a sufficiently complete knowledge of the course contents. The maximum mark is achieved by demonstrating, through the answers to the questions, a complete and thorough knowledge of the course contents.
The cum laude will be awarded to the students who, achieving the highest mark, have also demonstrated particular mastery of the subject matter of the course.



TESTI CONSIGLIATI RECOMMENDED READING

- N. Mohan, T. M. Undeland, W. P. Robbins, "Power electronics: converters, applications, and design", John Wiley & Sons, 2003.
- N. Mohan, T. M. Undeland, W. P. Robbins, "Elettronica di Potenza: Convertitori ed applicazioni", Hoepli, 2005.
- A. M. Trzynadlowski, "Introduction to Modern Power Electronics" - Third Edition, John Wiley & Sons, 2016.
- M. H. Rashid, "Elettronica di Potenza: Dispositivi e Circuiti", Vol. 1, 3° Edizione, Prentice Hall, 2007.
- M. H. Rashid, "Elettronica di Potenza: Applicazioni", Vol. 2, 3° Edizione, Prentice Hall, 2007.
- B. J. Baliga, "Fundamentals of power semiconductor devices". Springer Science & Business Media, 2008.
- R. W. Erickson, D. Maksimovic, "Fundamentals of Power Electronics" - Second Edition, Kluwer Academic Publisher, 1999.
- Dispense disponibili sul sito web istituzionale del corso (Moodle) https://learn.univpm.it

- N. Mohan, T. M. Undeland, W. P. Robbins, "Power electronics: converters, applications, and design", John Wiley & Sons, 2003.
- N. Mohan, T. M. Undeland, W. P. Robbins, "Elettronica di Potenza: Convertitori ed applicazioni", Hoepli, 2005.
- A. M. Trzynadlowski, "Introduction to Modern Power Electronics" - Third Edition, John Wiley & Sons, 2016.
- M. H. Rashid, "Elettronica di Potenza: Dispositivi e Circuiti", Vol. 1, 3° Edizione, Prentice Hall, 2007.
- M. H. Rashid, "Elettronica di Potenza: Applicazioni", Vol. 2, 3° Edizione, Prentice Hall, 2007.
- B. J. Baliga, "Fundamentals of power semiconductor devices". Springer Science & Business Media, 2008.
- R. W. Erickson, D. Maksimovic, "Fundamentals of Power Electronics" - Second Edition, Kluwer Academic Publisher, 1999.
- Lecture notes avalaible on the course istitutional web site (Moodle) https://learn.univpm.it


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Scheda insegnamento erogato nell’A.A. 2020-2021
Le informazioni contenute nella presente scheda assumono carattere definitivo solo a partire dall'A.A. di effettiva erogazione dell'insegnamento.
Academic year 2020-2021

 


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