Elettronica di Potenza e Controllo (310II) – Primavera 2020

Docenti: Giuseppe Iannaccone, Sebastiano Strangio

Prerequisiti: Elettrotecnica, Dispositivi Elettronici, Elettronica

Link veloci:

Link relativi al corso degli anni precedenti

Programma 2020

Architetture dei convertitori DC-DC (Giuseppe Iannaccone)

  • Note di questo argomento del corso del 2019 [PDF].
  • Note di questo argomento del corso del 2020 [PDF].
  • Introduzione al corso. Caratteristiche di un sistema di elettronica di potenza [Video lezione 2020]
  • Convertitore Buck in modalità di conduzione continua [Video lezione 2020]
  • Altri convertitori in modalità di conduzione continua: Boost, buck-boost, Cuk, full bridge [lezione alla lavagna, è disponibile il Video della lezione del 2019].
  • Modello del trasformatore in continua e valutazione delle perdite nei convertitori di potenza [Video lezione 2020].
  • Convertitore boost con perdite nell’induttore e nei dispositivi a semiconduttore [Video lezione 2020]
  • Convertitori buck nel modo di conduzione discontinua [Video lezione 2020].
  • Convertitori boost e buck-boost in conduzione discontinua. [Video lezione 2020]
  • Manipolazioni circuitali per generare architetture di convertitori [Video lezione 2020].
  • Modelli dei convertitori in AC per il piccolo segnale [Video del 2020 (1 di 2) e (2 di 2)] [il video non è di grande qualità, eventualmente controllare i Video del 2019 (1 di 2) e (2 di 2)].
  • Modello del convertitore ad anello chiuso e forma canonica del convertitore [video del 2020].
  • Convertitori basati su condensatori commutati (inductorless). Video del 2020 (1 di 2) e (2 di 2).

Per ora siamo arrivati fin qui.

Controllo dei convertitori e progettazione di convertitori (Sebastiano Strangio)

  • Teoria dei controllori PID. [Dalle lezioni di G. Iannaccone del 2019: video (1 di 2)(2 di 2)]
  • Progettazione del controllore e considerazioni sul fattore di reazione per la stabilità e le altre specifiche di progetto [dalle lezioni di G. Iannaccone del 2019. Video (1 di 2) e (2 di 2)].
  • Esempio di progettazione di un convertitore di potenza a condensatori commutati.
  • Analisi con matlab e simulink della progettazione di un convertitore a condensatori commutati e del controllore.
  • Progettazione di un convertitore buck con controllo

Dispositivi e tecnologie per l’elettronica di potenza (Giuseppe 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. [2]): 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.

Raddrizzatori e Inverter (Sebastiano Strangio)

  • Raddrizzatori: fondamentali, raddrizzatori a frequenza di linea, raddrizzatori moderni [pdf presentazione]
  • Inverter: fondamentali, invertitore PWM, full bridge in funzionamento unipolare e bipolare [pdf presentazione]

Sezioni da studiare sui libri di testo: Da Rif. [1]: Capitoli 16, 17, 18. Da Rif. [2]: Capitolo 8.

Convertitori risonanti (Giuseppe Iannaccone)

  • Note in classe su questo argomento dal corso del 2019 [pdf]
  • Convertitori risonanti e soft switching [Video del 2020]

Sezioni da studiare sui libri di testo. Da Rif. [1]: Capitolo19: Introduzione, 19.1, 19.2, 19.3; Capitolo 20: Introduzione, 20.2 Intro, 20.2.1, 20.2.3.

Testi di riferimento

[1] R. W. Erickson, D. Maksimovic, Fundamentals of Power Electronics, Second Edition, Kluwer Academic Publishers, 2001

[2] N. Mohan, T. M. Undeland, W. P. Robbins, Power Electronics: Converters, Applications, and Design, third Edition, Wiley, 2002.

Modalità di svolgimento dell’esame

Prova orale con un esercizio scritto, più altre due domande su tutto il programma. Progetto concordato con il docente opzionale.

Progetti assegnati: