Výkonové polovodičové systémy

2. stupeň, 1. ročník, zimný semester

Študenti získajú vedomosti z oblasti teórie a využitia moderných výkonových polovodičových systémov. Naučia sa analyzovať pokročilé výkonové polovodičové meniče pre moderné aplikácie v oblasti obnoviteľných zdrojov energie, elektromobility, regulovaných jednosmerných a striedavých elektrických pohonov, batériových úložísk energie. Študenti budú rozumieť činnosti usmerňovačov riadených šírkovo-impluzovou moduláciou, jednosmerným meničom s obojsmerným tokom energie, meničom s jednotkovým účinníkom, nepriamym meničom frekvencie, viacúrovňovým striedačom, atď. Ďalej sa naučia dimenzovať unipolárne a bipolárne výkonové polovodičové súčiastky, búdu poznať vlastnosti a oblasti použitia moderných súčiastok na báze GaN a SiC.

Študenti sa v rámci laboratórnych meraní naučia merať základné zapojenia výkonových polovodičových meničov a budú vedieť vypočítať ich základné parametre. Naučia sa používať modernú meraciu techniku, oboznámia sa s metodikou merania v laboratóriu výkonovej elektroniky a naučia sa spracovať namerané hodnoty a vyvodzovať závery. V rámci meraní sa zdokonalia v tímovej práci a prezentovaní výsledkov. Študenti tak získajú komplexné znalosti, ktoré budú uplatňovať pri štúdiu nadväzujúcich odborných predmetov z oblasti výkonovej elektroniky a zároveň ich pripravia na prácu v špecialistu/špecialistky výkonovej elektroniky.

1. Moderné výkonové polovodičové súčiastky na báze GaN a SiC a oblasti ich využitia. Požiadavky na výkonové polovodičové systémy a trendy v modernej výkonovej elektronike.

2. Usmerňovače riadené šírkovo-impulzovou moduláciou aj s obojsmerným tokom výkonu, ich vlastnosti, aplikácie, topológie.

3. Meniče s jednotkovým účinníkom aj s obojsmerným tokom výkonu, ich vlastnosti, aplikácie, topológie.

4. Priame jednosmerné meniče aj s obojsmerným tokom výkonu, ich vlastnosti, aplikácie, topológie.

5. Nepriame jednosmerné meniče aj s obojsmerným tokom výkonu, ich vlastnosti, aplikácie, topológie.

6. Mäkké spínanie výkonových polovodičových súčiastok v meničoch so šírkovo-impluzovou moduláciou a rezonančných meničoch.

7. Meniče pre jednosmerné pohony aj s rekuperáciou energie, ich vlastnosti, aplikácie, topológie.

8. Meniče pre striedavé pohony aj s rekuperáciou energie, ich vlastnosti, aplikácie, topológie.

9. Viacúrovňové a viacfázové meniče.

10. Dimenzovanie unipolárnych a bipolárnych výkonových polovodičových súčiastok.

[1] N. Mohan, T. Undeland, and W. Robbins, Power Electronics. New York: John Wiley a Sons, 1995. Dostupné v katedrovej knižnici.

[2] J. Oetter, Výkonová elektronika pre elektrické pohony. Bratislava: ALFA, 1988. Dostupné v katedrovej knižnici.

[3] F. Vondrášek, Výkonová elektronika. Měniče s vnější komutací. Plzeň: ZČU, 2001. 

[4] J. Dudrik, Návrh, dimenzovanie a ochrana výkonových polovodičových súčiastok. Košice: Elfa, 2010. ISBN:978-80-8086-141-4

[5] J. Dudrik, Výkonové polovodičové systémy podklady na prednášky. 1. vyd. Košice: Technická univerzita v Košiciach, 2019. 88 s. [CD-ROM]. ISBN: 978-80-553-3254-3

[6] L. Bobra, Elektrické pohony a výkonová elektronika. Bratislava: Slovenská technická univerzita, 2013. ISBN: 978-80-227-3858-3