Elettronica di Potenza e Controllo (310II) – primavera 2012

Docenti: Giuseppe Iannaccone, Paolo Emilio Bagnoli

Prerequisiti: Elettrotecnica, Dispositivi Elettronici, Elettronica
Obiettivi: Il corso ha lo scopo di fornire allo studente i principali concetti dell’elettronica di potenza e di controllo.

Programma

Introduzione (G. Iannaccone – P.E. Bagnoli)

Introduzione all’elettronica di potenza, commutazione e commutatori, modello dell’interruttore e dissipazione di potenza. Struttura del corso.

Dispositivi Elettronici di Potenza (G. Iannaccone)

Caratteristiche distintive dei dispositivi di potenza e funzionamento semplificato. Funzionamento in dettaglio di diodo di potenza, transistore bipolare di potenza, MOSFET di potenza, tiristore, GTO, IGBT, MCT. Semiconduttori alternativi per dispositivi di potenza (nitruro di gallio e carburo di silicio).
Materiali relativi a questa sezione, video, dettaglio degli argomenti nel libro di testo

Il problema termico in elettronica di potenza (P. E. Bagnoli)

Grandezze termiche, resistenza termica del package, resistenze termiche di contatto. Misura della resistenza termica statica e dinamica. Rete di Cauer. Misura della resistenza termica con risoluzione spaziale (metodo TRAIT). Simulatore termica dei dispositivi in regime stazionario. Simulatori a elementi finiti e simulatore DJOSER.

Convertitori di potenza (P. E. Bagnoli)

Introduzione ai convertitori. Raddrizzatori a singola e a doppia semionda, raddrizzatori risonanti, trasformatori ad alta frequenza. Sistema trifase e raddrizzatori trifase. Raddrizzatori mono e trifase controllabili e applicazioni. Raddrizzatori con SCR. Inverter half e full bridge. Tecnica PWM. Inverter trifase. Inverter risonanti serie e parallelo. Convertitore DC-DC. Convertitore step down, step up, buck-buck, Cuk.

Elettronica di Controllo

Raggiungibilità, controllabilità e osservabilità di un sistema. Forme canoniche. Controllori PID. Funzionamento di un motore DC e modello. Pilotaggio di motore DC. Funzionamento di un motore sincrono e modello. Pilotaggio di motore sincrono. Nuove tendenze dell’elettronica di controllo e industriale. Materiali relativi a questa sezione, video, dettaglio degli argomenti nel libro di testo

Testi di riferimento

[1] N. Mohan, T. M. Undeland, W. P. Robbins, Power Electronics: Converters, Applications, and Design, third Edition, Wiley, 2002.
[2] N. Mohan, T. M. Undeland, W. P. Robbins, F. Castelli Dezza, Elettronica di Potenza. Convertitori e applicazioni, Hoepli, 2005 (è un sottinsieme del precedente, tradotto in italiano).

Modalità di svolgimento dell’esame

Prova orale in quattro domande, di cui due sulla parte di programma svolta dal Prof. Bagnoli, due sulla parte di programma svolta dal Prof. Iannaccone (alcuni esempi di domande sono qui). A due delle quattro domande si potrà rispondere in forma scritta.