Teljesítményelektronika Teljesítményelektronika a világban

Szakirodalom Csáki-Ganszky-Ipsits-Marti: Teljesítményelektronika, Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1971 Ferenczi Ödön: Kapcsolóüzemű tápegységek, Műszaki Könyvkiadó, 1978 Dr. Puklus Zoltán: Teljesítményelektronika, Egyetemi jegyzet, Győr-UNIVERSITAS Kht., 2007 Dr. Iváncsyné Csepesz Erzsébet: Teljesítményelektronika

Mi az a teljesítményelektronika? A teljesítményelektronika az elektromos energia kezelése, kapcsolása, irányítása és átalakítása elektronikai értelemben. Elektronika ≠ Teljesítményelektronika Az elektronika általánosságban információ kezeléssel, míg a teljesítményelektronika teljesítménykonverzióval foglalkozik. Az egyik legfontosabb mérőszám a teljesítményelektronika esetében a hatásfok.

Hol használjuk? MINDENHOL !!! 

Háztartás Hűtőszekrény Klíma Mosógép Számítógép Televízió Stb.

Ipar Berendezések tápellátása Motorvezérlés Mágnesezési eljárások Erőművek Megújuló energia Stb.

Maximális teljesítményfelvétel: Közlekedés Vasúti közlekedés Közúti közlekedés Hajózás Légi közlekedés Stb. Maximális teljesítményfelvétel: 19,5 MW

Telekommunikáció Tápellátás Rádió adó-vevő „Power over Ethernet” Mobil eszközök Stb.

Félvezetők fejlődési tendenciája „A legalacsonyabb árú komponens összetettsége évenként durván a kétszeresére nőtt… Rövidtávon ez az ütem várhatóan nem fog jelentősen változni, esetleg valamelyest növekszik. Hosszú távon a növekedés üteme bizonytalanabb, bár jelenleg nincs okunk feltételezni, hogy az elkövetkező 10 évben ez változni fog. Ez azt jelenti, hogy 1975-ben a legalacsonyabb árú integrált áramkör 65 000 komponenst fog tartalmazni. Úgy hiszem, hogy egy ilyen összetett áramkör megépíthető egy lapkán.” (Gordon E. Moore)

Teljesítmény-félvezetők fejlődése

Gazdasági hatásai Csökkenő méret Kisebb hődisszipáció Nagyobb teljesítmény Jobb hatásfok Magasabb integráltság Növekvő alkalmazási terület Kevesebb zaj Alacsonyabb árak

Integráltság 4,5-20V bementi feszültség 0,8-16V kimeneti feszültség 5A kimeneti áram (12A fesz. Csökkentő üzemmódban) Akár 98% hatásfok Túlfeszültség védelem Áram visszafolyás védelem 15 x 15 x 2,8 mm

Féléves tanterv oktatási hetekre bontva 1. Bevezetés. A teljesítmény elektronika tárgyköre, alkalmazási területeinek a bemutatása, teljesítmény elektronikai eszközök fejlődése és gazdasági jelentősége a világban. 2-4. Teljesítmény félvezetők. Dióda (gyors, normál, Schottky, Zener), tirisztor, GTO, tranzisztor, MOSFET, IGBT, MCT, teljesítmény integrált áramkörök működési tulajdonságainak bemutatása. 5. Egyenirányítók. Diódás egyenirányítók, vezérelt egyenirányítók. Kapcsolások, üzemmódok, az áramköri elemek és a terhelés hatása, a kimenő feszültség hullámossága és harmonikus analízis.

Féléves tanterv oktatási hetekre bontva 6-10. Kapcsolóüzemű tápegységek. Konverterek osztályozása. Feszültség csökkentő (Buck), növelő (Boost) és csökkentő-növelő (Buck-Boost) típusú konverterek, Cuk konverter, flyback konverter, forward konverter, rezonáns konverterek. Impulzusszélesség moduláció (PWM) elve, a konverterek vezérlése, gyakorlati megvalósítása. Átviteli függvények, kimeneti feszültség analízise, szűrőkörök, üzemmódok. 11-12. Veszteségek csökkentése. Félvezetők kapcsolási tulajdonságainak és veszteségeket csökkentő áramköreinek vizsgálata, méretezése. Tranzisztor meghajtók vizsgálata. Teljesítmény félvezetők hűtésének méretezése.

Féléves tanterv oktatási hetekre bontva 13. Egy és háromfázisú inverterek. PFC áramkörök. Egy és háromfázisú hídkapcsolások működése, a kimenőfeszültség amplitúdójának és frekvenciájának szabályozása. Áram és feszültségforrás jellegű inverterek és alkalmazásaik. 14. Elektromágneses kompatibilitás (EMC). Védekezési módszerek: védőeszközök, túlfeszültség-levezetők, hibrid kapcsolások, szűrőkapcsolások, tervezési sajátosságok. Torzítási tényező (THD). Passzív és aktív harmonikus szűrés.