Tantárgy » BMEVIAUJV02
Kapcsolóüzemű tápegységek
Switching Mode Power Supplies
A tantárgyleírás hatályossága
Hatályosság kezdete:
—
Hatályosság vége:
—
| Tantárgy neve (magyarul, angolul) |
Kapcsolóüzemű tápegységek
Switching Mode Power Supplies
|
||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Tantárgykód | BMEVIAUJV02 | ||||||||||||
| Tantárgyjelleg | — | ||||||||||||
| Képzési szint | — | ||||||||||||
| Kurzustípusok és óraszámok (heti/féléves) |
|
||||||||||||
| Tanulmányi teljesítmény/értékelés típusa | vizsga | ||||||||||||
| Tantárgy kreditértéke | 4 | ||||||||||||
| Tantárgyfelelős |
Dr. Varjasi István
elérhetőség:
varjasi.istvan@vik.bme.hu
|
||||||||||||
| Tantárgyat gondozó oktatási szervezeti egység |
—
|
||||||||||||
| Kar | |||||||||||||
| Tantárgy weboldala | — | ||||||||||||
| Tantárgy elsődleges mintatantervi jellege | — | ||||||||||||
| Közvetlen előkövetelmények – Erős előkövetelmény | nincs | ||||||||||||
| Közvetlen előkövetelmények – Gyenge előkövetelmény | nincs | ||||||||||||
| Közvetlen előkövetelmények – Párhuzamos előkövetelmény | nincs | ||||||||||||
| Közvetlen előkövetelmények – Mérföldkő előkövetelmény | nincs | ||||||||||||
| Közvetlen előkövetelmények – Kizáró feltétel | nincs |
Célkitűzés
Tantárgyprogram
1.A hálózatról középfrekvencián leválasztott, több, szabályozott feszültségkimenettel rendelkező egyenfeszültségű tápegységek megvalósítási lehetőségei.
A főáramkör kialakítási lehetőségei, kiválasztási szempontjai. A szabályozott jellemző megválasztása. Az egyes kimenetek feszültségének terhelésfüggése a szaggatott vezetés tartományát is figyelembe véve. Túlterhelésvételem.
2.Szinuszos cosj =1-es hálózati áramfelvételű egyenfeszültségű tápegységek megvalósítási lehetőségei (Hálózatbarát tápegységek).
3.Hálózati frekvenciás, váltakozófeszültség kimenetű (hálózatpótló) tápegységek felépítése, működése. A szünetmentes energiaellátás alapjai.
4.Hangfrekvenciás tartományban vezérelhető kimenetű tápegységek.
A kapcsolási frekvencia megválasztása.
A maximálisan elérhető jelamplitúdó a félvezetők véges átkapcsolási idejét is figyelembe véve félhíd és hídkapcsolásban.
Vezérlési módok. A vivőfrekvencia megkétszerezésének lehetősége a vezérlőjel frekvenciájához képest hídkapcsolásban.
5.Az áram és a feszültség érzékelése, a potenciális elválasztás lehetőségei tápegységekben. Segédenergiaellátás.
6.A kapcsolóelemek vesztesége. A veszteségcsökkentés lehetőségei.
7.A kapcsolóelemek vezérlése, a vezérlőjelek előállítása.
8.Tápegységek tervezésének és konstrukciójának alapjai.
Tervezett órai bontás a tantárgy oktatása során
| Előadás
| Anyag
|
| 1
| A galvanikus csatolású feszültségcsökkentő kapcsolás és az erre visszavezethető helyettesítő képű leválasztott kimenetű nyitóüzemű átalakítók működési jellemzőinek összefoglalása
|
| 2
| A polaritásfordító kapcsolások és az erre visszavezethető helyettesítő képű leválasztott kimenetű záróüzemű átalakítók működési jellemzőinek összefoglalása
|
| 3
| A több feszültségkimenetű DC-DC átalakítók működési elve, csoportosításuk, definíciók.
|
| 4
| A több szekundertekercselésű transzformátorok helyettesítő képének meghatározása a tekercsek közti csatolás figyelembevételével
|
| 5
| A több kimenetű nyitóüzemű konverterek működése, szabályozhatósága ideális transzformátorral
|
| 6
| A transzformátortekercsek közti nem tökéletes mágneses csatolás figyelembevétele, az ebből adódó szabályozási hiba számítása
|
| 7
| A több kimenetű záróüzemű konverterek működése, szabályozhatósága ideális transzformátorral
|
| 8
| A transzformátortekercsek közti nem tökéletes mágneses csatolás figyelembevétele, az ebből adódó szabályozási hiba számítása.
|
| 9
| Több feszültségkimenet megvalósítása nyitóüzemű konverterekben a szűrőfojtó fluxusáról való mágneses kicsatolással.
|
| 10
| Az egyes kimenetek együttszabályozhatóságának és a túlterhelésvédelem vizsgálata többkimenetű tápegységekben
|
| 11
| Egyenfeszültségű tápegységek egyenirányítóinak kisfrekvenciás hálózati felharmonikusai kapacitív szűréskor. A felharmonikusok korlátozási lehetőségei, a hálózatkímélő és hálózatbarát működés elve.
|
| 12
| Szinuszos cosφ=1-es hálózati áramfelvételű (hálózatbarát) Egyenfeszültségű tápegységek meg valósítási lehetőségei. Szűretlen hálózati egyenirányítóról a feszültségnövelő kapcsolás megfelelő vezérlésével kialakítható főáramköri megoldás működése, méretezési szempontjai.
|
| 13
| A kapcsolás kéthurkos szabályozásának elve, átviteli függvények, nullátmeneti torzítás és mértéke.
|
| 14
| Hálózati frekvenciás, váltakozófeszültség-kimenetű tápegységek felépítése, működése
|
| 15
| A szünetmentes energiaellátás alapjai, online és offline megoldások összehasonlítása
|
| 16
| Hangfrekvenciás tartományban vezérelhető kimenetű kapcsolóüzemű tápegységek. A kimenő és vivőfrekvencia arányának megválasztása.
|
| 17
| A „nullátmeneti torzítás” és csökkentésének lehetőségei. Az egyszeres és a kettős vivőjű moduláció hatása az áramkör működési jellemzőire
|
| 18
| A kapcsolási frekvencia megválasztásának szempontjai PWM készülékekben. A félvezetőveszteségek számításának közelítő módja. Hűtés.
|
| 19
| A PWM tápegységekben használtfojtótekercsek méretezési alapjai.
|
| 20
| Nyitóüzemű kapcsolások légrésnélküli transzformátorainak méretezési alapjai.
|
| 21
| Záróüzemű kapcsolások légréses transzformátorainak méretezési alapjai.
|
| 22
| Záróüzemű kapcsolások légréses transzformátorainak méretezési alapjai.
|
| 23
| A kapcsolóelemek vezérlőjeleinek diszkrét és célintegrált áramkörös előállítása, leválasztási lehetőségei
|
| 24
| Áram- és feszültségérzékelés, a potenciális leválasztás lehetőségei
|
25 | Tápegységekben használható speciális áram- és feszültségérzékelési megoldások
|
26 | Tápegységek konstrukciója, az áramköri kialakítás szempontjai
|
27 | Méretezési példa kapcsolóüzemű DC-DC tápegységre
|
28 | Méretezési példa kapcsolóüzemű DC-DC tápegységre
|
Jártasság szerzése a kapcsolóüzemű elektronikus tápegységek felépítésében, tervezésében illetve üzemeltetésében.
Tanulmányi eredmények
Ez a tantárgy a KKK rendeletben meghatározott, következő kompetenciák fejlesztését szolgálja:
Tudás
Nincsenek rögzített tanulási eredmények.
Képességek
Nincsenek rögzített tanulási eredmények.
Attitűd
Nincsenek rögzített tanulási eredmények.
Autonómia és felelősség
Nincsenek rögzített tanulási eredmények.
Oktatási módszertan
Előadás, egy-egy tárgykör lezárásakor laboratóriumi bemutatóval kiegészítve.
Tanulástámogató anyagok
Online források
1. Rudolf P. Severens, Gordon E. Bloom:; Modern DC-to-DC switchmode power converter circuits.; Mc Graw-Hill.; 2. John D. Lenk: Simplified design of switching power supplies.; Butterworth-Heinemann; 3. George C. Charyssis:; High frequency switching power supplies.MC Graw-Hill.; 4. Az előadások rövid kivonata kéziratban.; 5. Egyéni kívánságra egy-egy résztémából az előadó szakcikkeket is tud ajánlani.
A tantárgy teljesítéséhez ajánlott előzetes ismeretek
Tudás típusú kompetenciák
(azon előzetes ismeretek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)
Teljesítményfélvezetők működése, jellemzői.
A teljesítményelektronika passzív alkatrészei (transzformátorok, fojtótekercsek, kondenzátorok, ellenállások) és jellemzői.
Analóg és digitális alapáramkörök.
Képesség típusú kompetenciák
(azon előzetes képességek és készségek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)
nincs
Ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák
(azon ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák összessége, amelyek jelentősen hozzájárulnak a tantárgy eredményes teljesítéséhez)
Teljesítményfélvezetők működése, jellemzői.
A teljesítményelektronika passzív alkatrészei (transzformátorok, fojtótekercsek, kondenzátorok, ellenállások) és jellemzői.
Analóg és digitális alapáramkörök.
Általános szabályok
Követelmények:
a., A tárgy sikeres elvégzéséhez feltételezett ismeretek:
A teljesítményelektronika aktív és passzív alkatrészeinek és a lineáris szabályozáselmélet alapjainak ismerete, valamint az analóg és digitális alapáramköröknek és a kapcsolóüzemű DC-DC tápegység alapkapcsolások (Buck, Boost, Buck-Boost, CUK, Flyback, Forward, teljes és félhíd főáramköreinek működési szintű ismerete.
b., Szorgalmi időszakban:
Egy nagyzárhelyi sikeres megírása.
A félév során lehetővé tesszük fakultatív jelleggel egy-egy tápegység egyedi tervezését, megépítését is. Ha a hallgató a félév során önként vállalt fakultatív feladatát sikeresen megoldja - kérésére – a nagyzárthelyi alól felmentést kaphat.
c., A vizsgaidőszakban:
A félév vizsgával zárul. A vizsga írásbeli.
Pótlási lehetőségek:
11. Pótlási lehetőségek Az érvényes TVSZ szerint.
Sikertelen zárthelyi a szorgalmi időszakban a pótzárthelyin pótolható.
A sikertelen (pót)zárthelyi a pótlási héten különeljárási díj ellenében egy további alkalommal pótolható.
Teljesítményértékelési módszerek
Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása
Nincs megadva részletes értékelés.
Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részaránya
Nincs megadva részarány.
Vizsgaidőszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása
Nincs megadva részletes értékelés.
Vizsgarészek részaránya
Nincs megadva részarány.
Érdemjegy megállapítása
Nincs megadva érdemjegy határ.
Jelenléti és részvételi követelmények
Nincs megadva jelenléti követelmény.
Javítás, ismétlés és pótlás különös szabályai
Nincs megadva.
Rövid leírás
Nincs megadva.
Részletes leírás
Nincs megadva.
Ajánlott tantárgyak
Elektronika 2. VIAUA300 (5 szemeszter)
Elektronikus Tápegységek VIAUJV03
A tantárgyat nem vehetik fel azok, akik a VIAU9202 tantárgyat hallgatták.
A tantárgy elvégzéséhez szükséges tanulmányi munka
Nincs megadva munkaidő bontás.
Tantárgykövetelmények hatályossága
Tantárgykövetelmények hatályosságának kezdete:
—
Tantárgykövetelmények hatályosságának vége:
—
Tantervi elhelyezés
Nincsenek rögzített tantervi elhelyezések ehhez a tárgyverzióhoz.