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.
Link veloci:
- Playlist su youtube con tutte le lezioni del Prof. Iannaccone del corso 2018
- Esempi di 18 domande d’esame
- Tesi disponibili (pdf)
Link relativi al corso degli anni precedenti
- Note (lucidi) di tutte le lezioni del corso del 2015 del Prof. Iannaccone
- Playlist su youtube con tutte le lezioni del Prof. Iannaccone del corso 2017
- Playlist su youtube con tutte le lezioni del Prof. Iannaccone del corso 2016
- Playlist su youtube con tutte le lezioni del Prof. Iannaccone del corso 2015
- Video delle lezioni del Prof. Iannaccone nel corso 2012-2013
- Pagina del corso dell’a.a. 2014-2015
Programma 2018
Introduzione (G. Iannaccone – P.E. Bagnoli)
Introduzione all’elettronica di potenza, commutazione e commutatori, modello dell’interruttore e dissipazione di potenza. Struttura del corso.
- Sezioni da studiare sul libro di testo Rif. [1]: Cap 1, sezioni 1.1, 1.2, 1.3.
- Lez. Iannaccone [Video dal corso 2017]
Dispositivi e tecnologie per l’elettronica 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). Processi tecnologici per circuiti integrati di potenza.
Sezioni da studiare sul libro di testo (Rif. [1]): Cap 2, tutte le sezioni da 2.1 a 2.10. Cap. 20: Sezioni: 20.1, 20.2, 20.3, 20.4 tutto tranne i calcoli dalla eq. (20-14) alla (20-16), 20.5 tutto tranne la sez. 20.5.4, 20.6. Cap 21: Sezioni 21.1, 21.2, 21.3, 21.4, 21.5, 21.6, 21.7, 21.8, 21.9. Cap 22: Sezioni 22.1, 22.2, 22.3, 22.4, 22.5, 22.6 parte (22.6.1, 22.6.2, 22.6.3, 22.6.5). Cap 23: Sezioni 23.1, 23.2, 23.3, 23.4, 23.5, 23.6. Cap 24: Sezioni 24.1, 24.2, 24.3, 24.4. Cap 25: Sezioni 25.1, 25.2, 25.3, 25.4, 25.5, 25.6, 25.7. Cap 26: Sezioni 26.1, 26.5, 26.6, 26.7.
Convertitori DC-DC a componenti discreti e integrati (G. Iannaccone)
- Convertitore DC-DC step down (buck) (svolti dal prof. Bagnoli)
- Convertitore DC-DC step up (boost) e buck-boost [video corso 2015 parte 1][video corso 2015 parte 2]
- Convertitore Cuk e Full bridge [Video del corso 2018] [pdf slide 2018]
- Convertitori a condensatori commutati [Video del corso 2018] [pdf slide 2018].
- Sezioni da studiare sul libro di testo: Cap. 7 – tutto (Rif. [1]) + lucidi del corso sui convertitori a condensatori commutati.
- Note dalle lezioni del 2017 sui convertitori DC-DC (lezioni 2017) [pdf]
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.
Materiale di studio: appunti Prof. Bagnoli
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.
Materiale di studio: appunti Prof. Bagnoli, Rif. [1]
Elettronica di Controllo (G. Iannaccone)
- Controllori PID [Video 2018 parte 1][video 2018 parte 2] [pdf slide 2018]
- Raggiungibilità, controllabilità e osservabilità di un sistema. Forme canoniche. [Video 2018] [pdf slide 2018]
- Funzionamento di un motore DC e modello. Controllo di motore DC [Video del corso 2018 (1 di 3)][Video 2 di 3][Video 3 di 3] [pdf slide 2018].
- Funzionamento di un motore sincrono e modello. Controllo di motore sincrono. [Video del corso 2018] [pdf slide 2018]
Materiale di studio: Appunti del docente, Lucidi su raggiungibilità, controllabilità, del corso Controlli Automatici – Prof. Melchiorri Univ. Bologna, Chapter 6, Control system Design, Carl Johan Astrom (su controllori PID), Rif. [1]: Cap. 13: 13.1, 13.2, 13.3, 13.4, 13.5, 13.6, 13.7, Cap: 15.1, 15.2, 15.3, 15.4.
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). È richiesto per accedere all’esame lo svolgimento di un progetto concordato con il Prof. Bagnoli.