Corsi di Laurea Corsi di Laurea Magistrale Corsi di Laurea Magistrale
a Ciclo Unico
Scuola di Ingegneria
INGEGNERIA MECCATRONICA
Insegnamento
POWER ELECTRONICS - ELETTRONICA INDUSTRIALE (MOD. A)
INP4068028, A.A. 2019/20

Informazioni valide per gli studenti immatricolati nell'A.A. 2018/19

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Corso di laurea magistrale in
INGEGNERIA MECCATRONICA
IN0529, ordinamento 2011/12, A.A. 2019/20
N0
porta questa
pagina con te
Crediti formativi 6.0
Tipo di valutazione Voto
Denominazione inglese POWER ELECTRONICS (MOD. A)
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Tecnica e Gestione dei Sistemi Industriali (DTG)
Obbligo di frequenza No
Lingua di erogazione INGLESE
Sede VICENZA

Docenti
Responsabile PAOLO MATTAVELLI ING-INF/01

Corso integrato di appartenenza
Codice Insegnamento Responsabile
INP4068027 POWER AND ENERGY ELECTRONICS - ELETTRONICA PER L'ENERGIA ED ELETTRONICA INDUSTRIALE (C.I.) PAOLO MATTAVELLI

Dettaglio crediti formativi
Tipologia Ambito Disciplinare Settore Scientifico-Disciplinare Crediti
AFFINE/INTEGRATIVA Attività formative affini o integrative ING-INF/01 6.0

Organizzazione dell'insegnamento
Periodo di erogazione Primo semestre
Anno di corso II Anno
Modalità di erogazione frontale

Tipo ore Crediti Ore di
didattica
assistita
Ore Studio
Individuale
LEZIONE 6.0 48 102.0

Calendario
Inizio attività didattiche 23/09/2019
Fine attività didattiche 18/01/2020
Visualizza il calendario delle lezioni Lezioni 2019/20 Ord.2011

Syllabus

Caratteristiche comuni al Corso Integrato

Prerequisiti: Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze di base di Elettrotecnica (circuiti elettrici e componenti magnetici), Elettronica (circuiti elettronici analogici, amplificatori operazionali, componenti elettronici a semiconduttore, circuiti digitali) e Controlli Automatici (analisi di sistemi dinamici in frequenza e nel tempo, sistemi in retroazione, analisi di stabilità, sintesi di regolatori)
Conoscenze e abilita' da acquisire: Fornire allo studente conoscenze teoriche ed applicative nel campo dell'elettronica di potenza. Fornire conoscenze relative ai dispositivi semiconduttori di potenza, della magnetica ad alta frequenza, dei principali circuiti elettronici di potenza e delle relative tecniche di controllo.  Sviluppare le abilità per analizzare soluzioni di conversione statica dell'energia, per scegliere i componenti principali e per stimare le perdite e l'efficienza. Sviluppare le abilità per controllare i sistemi elettronici di potenza con regolazioni analogiche e digitali. Sviluppare le conoscenze di progettazione di elettronica analogica per la realizzazione di controllori e per il condizionamento del segnale dai sensori utilizzati in elettronica di potenza.
Sviluppare le abilità per poter simulare circuiti elettronici di potenza e per effettuare delle misure sullo stesso.
Sviluppare abilità per utilizzare i sistemi elettronici di potenza nelle applicazioni meccatroniche e nella generazione di energia da fonti rinnovabili.
Sviluppare abilità nell'utilizzo dell'elettronica di potenza nelle applicazioni meccatroniche e nella generazione di energia da fonte rinnovabile.
Modalita' di esame: La verifica delle conoscenze e delle abilità avviene attraverso una prova d'esame orale che viene svolto in due fasi. Nella prima fase si affrontano due domande relative al primo modulo e nella seconda fase due domande relative al secondo modulo. In ciascuna delle due fasi, la prima domanda sarà relativa ai contenuti principali del corso e la seconda domanda sarà relativa alle relazioni sulle esperienze di simulazione e di laboratorio svolte durante il corso e ad approfondimenti sulle relazioni consegnate. Le relazioni dovranno essere inviate al docente entro due giorni prima dell'orale. Con le relazioni individuali si accertano le capacità di esporre attraverso un rapporto tecnico le analisi svolte, oltre a verificare il rigore metodologico e documentale. Con l'orale si verificheranno le capacità e le abilità acquisite nel capire il funzionamento dei circuiti elettronici di potenza, dei relativi componenti principali (siano essi i dispositivi di potenza, gli elementi magnetici, i convertitori di potenza, i circuiti elettronici analogici per il condizionamento del segnale), includendo le relative tecniche di controllo e alcune principali applicazioni industriali e per l'energia. Il voto complessivo sarà dato dalla media aritmetica tra la prima e la seconda fase dell'orale, eventualmente arrotondato per eccesso.
Criteri di valutazione: I criteri di valutazione con cui verrà effettuata la verifica delle conoscenze e delle abilità acquisite sono: 
- completezza delle conoscenze teoriche acquisite sugli argomenti del corso; 
- livello di autonomia acquisito nell'analisi di circuiti di potenza;
- capacità dimostrata nell'applicare le conoscenze teoriche per lo sviluppo di modelli dinamici di convertitori e delle relative strutture di controllo;
- capacità di poter comprendere un circuito elettronico di potenza attraverso strumenti di simulazione;
- capacità espositive e rigorosità nella trattazione ed esposizione delle tematiche discusse.

Caratteristiche proprie del modulo

Contenuti: 1. Introduzione alla progettazione di convertitori di potenza. Analisi delle specifiche, definizione dello schema di massima, dimensionamento dei componenti principali (interruttori, diodi, induttori, condensatori di filtro). Circuiti di pilotaggio.
2. Analisi del comportamento statico ed in commutazione di dispositivi di potenza (power MOSFET, diodi PiN e Schottky, BJT, IGBT, SCR). Progetto di componenti magnetici (induttanza e trasformatori) ad alta frequenza. Analisi delle perdite nei circuiti elettronici di potenza.
3. Analisi di convertitori cc-cc: Buck, Boost e Buck-Boost. Studio delle modalità di funzionamento CCM e DCM. Calcolo delle perdite nei convertitori e dimensionamento componenti passivi (induttanze e capacità).
4. Analisi di convertitori cc-cc isolati: Forward, Push-Pull e Flyback.
5. Circuiti di snubber per la riduzione delle sollecitazioni nei dispositivi di potenza durante le commutazioni: snubber di turn-on, turn-off e overvoltage.
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento: - Lezioni frontali principalmente alla lavagna anche con il supporto di materiale informatico (file power point preparati dal docente o slides associate al libro di testo)
- Esercitazioni svolte alla lavagna 
- Video (circa 12-14 min) svolti dal docente su esercitazioni e esempi di simulazione.
- Esercitazioni svolte con simulazioni numeriche circuitali (LTSpice)
- Esercitazioni di laboratorio sperimentale (presso un laboratorio didattico della Sede) 
Eventuali indicazioni sui materiali di studio: Materiale didattico (dispense aggiuntive al libro di testo, esercizi, video, data sheet di componenti, modelli di simulazione, ecc.) tramite la piattaforma "moodle" (https://elearning.unipd.it/dtg/)
Testi di riferimento:
  • R. W. Erickson, D. Maksimovic, Fundamental of Power Electronics. Kluwer Academic Publishers: --, 2004. Cerca nel catalogo