Docente/i: Enrico Dallago  

Denominazione del corso: Elettronica di potenza
Codice del corso: 502466
Corso di laurea: Ingegneria Elettrica, Ingegneria Elettronica, Computer Engeneering
Sede: Pavia
Settore scientifico disciplinare: ING-INF/01
L'insegnamento è affine per: Ingegneria Elettrica
Crediti formativi: CFU 6
Sito web del corso: n.d.

Obiettivi formativi specifici

Fornire una conoscenza specifica sui semiconduttori di potenza, sulla loro applicazione, assieme al funzionamento dei convertitori elettronici di potenza e a conoscenze sulla loro progettazione.

Programma del corso

L’Elettronica di potenza e la microelettronica di potenza: generalità e applicazioni. Il concetto di conversione in elettronica di potenza. Necessità e benefici delle conversioni. Il convertitore elettronico di potenza. Principi sulle conversioni fondamentali. Il trasformatore in alta frequenza. Elementi di fisica dei semiconduttori: struttura dei materiali semiconduttori, il silicio, modello a bande, portatori, equazioni fondamentali, la giunzione pn, equazione del diodo ideale. Il problema termico in elettronica.

Dispositivi a semiconduttore
Caratteristiche statiche e dinamiche dei dispositivi a semiconduttore di potenza: diodi pin, diodi Schotthky, tiristori, mosfet, IGBT, MCT. Reti di protezione e packaging. Circuiti di pilotaggio discreti ed integrati. Moduli a semiconduttore. Componenti a semiconduttore innovativi. Circuiti integrati di potenza.

Conversione ca/cc
Circuiti raddrizzatori monofasi e trifasi a diodi e a tiristori. Rendimento di conversione di un raddrizzatore. Armoniche di tensione lato continua e di corrente lato alternata. Filtri lato continua e lato alternata.

Conversione cc/cc
Chopper a SCR e chopper a GTO. Convertitori cc/cc per bassa potenza ed alta frequenza di commutazione (SMPS): Back, Boost , Back Boost, Flyback. Tecniche di commutazione soft. Convertitori risonanti e quasi risonanti. Convertitori a capacità commutate.

Convertitori cc/ca
Inverter trifase. Inverter a tensione impressa, inverter a corrente impressa. Regolazione della tensione e della frequenza in uscita ad un inverter. Modulazione basata sui vettori di spazio. Inverter ad alta frequenza.

Convertitori cc/ca
Inverter monofase e trifase a tensione impressa. Regolazione della tensione e della frequenza in uscita ad un inverter: tecnica PWM e modulazione basata sui vettori di spazio. Inverter ad alta frequenza.

Applicazioni
Alcuni settori applicativi: energie rinnovabili (solare e eolico), alimentazione di sistemi elettronici, l’automobile, l’energy harvesting.

Principi e metodi dell’affidabilità
Cenni sulla teoria dell’affidabilità. Affidabilità serie e parallelo.

Prerequisiti

Teoria dei circuiti.

Tipologia delle attività formative

Lezioni (ore/anno in aula): 36
Esercitazioni (ore/anno in aula): 18
Attività pratiche (ore/anno in aula): 0

Materiale didattico consigliato

Baliga B.J.. Modern Power Devices. John Wiley & Sons.

Antognetti P. (Editor). Power Integrated Circuits: Physics, Design and Applications. McGraw-Hill Book Company.

Muller e Kamins. Dispositivi elettronici nei circuiti integrati. Bollati-Boringhieri.

B. Murari, F. Bertotti, G.A. Vignola (Eds). Smart Power ICS, Techhnologies and Applications. Springer.

Mohan N, Undeland T.M., Robbins W.P.. Power Electronics. John Wiley & Sons.

Chryssis G.C.. High-Frequency Switching Power Supplies: Theory and Design. Mc Graw-Hill Company.

Modalità di verifica dell'apprendimento

È previsto un esame orale su tutto il programma del corso. Lo studente potrà presentare un elaborato su un argomento del corso che contribuirà alla valutazione durante la prova orale.