94247 - LABORATORIO DI ELETTRONICA DI POTENZA

Conoscenze e abilità da conseguire

Al temine del corso lo studente conosce ed è in grado di utilizzare strumenti di analisi circuitale e di simulazione numerica per l'analisi e il progetto di circuiti e sistemi elettronici di potenza per la conversione dell'energia. È in grado di realizzare il progetto di massima di un impianto fotovoltaico di piccole dimensioni.

Contenuti

Introduzione ai sistemi elettronici di potenza

• Sistemi di conversione dell’energia elettrica
• Principio di funzionamento dei regolatori lineari ed a commutazione (switching)
• Tipi di convertitori

 

Interruttori di potenza a semiconduttore

• Diodo di potenza: caratteristiche, tipologie e applicazioni
• Interruttore controllato: caratteristiche ideali e reali
• MOSFET di potenza

 

Concetti fondamentali sui circuiti elettrici

• Definizione di regime stazionario
• Potenza media e corrente efficace
• Comportamento di un induttore e di un condensatore
• Valore medio di tensione e corrente a regime

 

Raddrizzatori a diodi a frequenza di linea

• Concetti fondamentali sui raddrizzatori
• Raddrizzatore a singola semionda
• Raddrizzatore a doppia semionda (ponte di diodi)

 

Convertitori DC-DC a commutazione

• Convertitore abbassatore (Step-down o Buck):
  
  • modalità di conduzione in continua, boundary e discontinua
  • Casi a tensione costante in ingresso o in uscita
  • Ripple della tensione di uscita
• Principio di funzionamento PWM
• Convertitore elevatore (Step-up o Boost):
  
  • modalità di conduzione in continua, boundary e discontinua
    
  • Ripple della tensione di uscita

 

Circuiti Snubber

• Funzionamento e tipologie di circuiti snubber
• Implementazione Snubber RC

 

Inverter DC-AC a commutazione

• Concetti fondamentali
• Commutazione con modulazione a larghezza d'impulso
• Inverter Half-Bridge
• Inverter Full-Bridge

 

Introduzione al simulatore circuitale LTspice

 

Attività in laboratorio:

• Desing e Simulatione, attraverso LTspice, di convertitori di potenza AC-DC, DC-DC e DC-AC
• Test sperimentali di convertitori DC-DC Buck e Boost 

Testi/Bibliografia

1) N. Mohan, T. M. Undeland, W. P. Robbins, “Power Electronics: Converters, Applications, and Design”, Third Edition, John Wiley & Sons, Inc. ISBN: 978-0-471-22693-2.

2) Disponibile anche in versione italiana: “Elettronica di Potenza: Convertitori e Applicazioni”, Hoepli, ISBN: 9788820334284.

Metodi didattici

Lezioni teoriche in aula (40%) ed esercitazioni in laboratorio (60%) relative alla simulazione e testing di circuiti di potenza.

NOTA: Per poter seguire le esercitazioni in laboratorio, è necessario che tutti gli studenti abbiano completato il corso di formazione sulla sicurezza e salute nei luoghi di studio, relativo ai moduli 1 e 2, in modalità e-learning [https://www.unibo.it/it/servizi-e-opportunita/salute-e-assistenza/salute-e-sicurezza/sicurezza-e-salute-nei-luoghi-di-studio-e-tirocinio].

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento avviene mediante una prova orale, e consiste in una serie di domande volte ad accertare la conoscenza degli argomenti e degli aspetti progettuali presentati a lezione e trattati durante le esercitazioni di laboratorio.

Strumenti a supporto della didattica

Slide rese disponibili su virtuale.unibo.it come supporto alle lezioni svolte alla lavagna.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Andrea Natale Tallarico