Elettronica di Potenza e Controllo (310II) – 6 CFU – Primavera 2020

Docenti: Giuseppe Iannaccone, Sebastiano Strangio

Prerequisiti: Elettrotecnica, Dispositivi Elettronici, Elettronica

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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).

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. Causa Covid l’esame è solo orale con discussione del progetto assegnato individualmente durante il corso.

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