Elektronikus tápegységek

2. hét: Galvanikusan csatolt DCDC konverterek
Feszültségcsökkentő, feszültségnövelő és polaritás fordító DCDC konverter folyamatos áramvezetési üzemének ismertetése, jellemző időfüggvények és a kimeneti feszültség meghatározása. A félvezető elemek, a beépítendő kapacitás és induktivitás paramétereinek meghatározása.

3. hét: Forward konverter
A FORWARD konverter változatainak ismertetése, jellemző időfüggvények és a kimeneti feszültség meghatározása folyamatos és szaggatott áramvezetés esetén. A félvezető elemek, a beépítendő kapacitás, induktivitás és transzformátor paramétereinek meghatározása.

4. hét: Flyback konverter
A FLYBACK konverter változatainak ismertetése, jellemző időfüggvények és a kimeneti feszültség meghatározása folyamatos és szaggatott áramvezetés esetén. A félvezető elemek, a beépítendő kapacitás, induktivitás és transzformátor paramétereinek meghatározása.

5. hét: Galvanikusan leválasztott DCDC konverterek
A közbülső váltakozó áramú körös DCDC konverter ismertetése, jellemző időfüggvények és a kimeneti feszültség meghatározása folyamatos és szaggatott áramvezetés esetén. A félvezető elemek, a beépítendő kapacitás, induktivitás és transzformátor paramétereinek meghatározása.

6. hét: Dual-Active-Bridge
A DAB (Dual-Active-Bridge) konverter és vezérlési módjainak ismertetése, jellemző időfüggvények és a kimeneti feszültség meghatározása. A félvezető elemek igénybevételeinek és a transzformátor paramétereinek meghatározása.

7. hét: Rezonáns konverterek alapjai
A folyamatos üzemű és a kvázi rezonáns DCDC konverterek felépítésének, valamint a ZVS (Zero-Voltage-Switch) és ZCS (Zero-Current-Switch) működési tartományoknak az ismertetése, a kimeneti feszültség meghatározása rezonáns konverterek esetén.

8. hét: ACDC tápegységek, hálózatbarát változatok
Az induktív és kapacitív szűrésű diódás egyenirányító hálózati visszahatásának meghatározása. Feszültségnövelő DCDC konverteren és egyfázisú hídkapcsolású inverteren alapuló szinuszos áramfelvételű hálózatbarát tápegységek ismertetése és a hálózati torzításuk meghatározása.

9. hét: Mágneses körök alapjai
A mágneses alapfogalmak, valamint a mágneses körökben alkalmazható kemény és lágy mágneses anyagok tulajdonságinak áttekintése. Transzformátorokban és fojtókban alkalmazható tekercselőanyagok és szigetelőanyagok ismertetése, konstrukciós megoldások kis és nagyáramú alkalmazásokban.

10. hét: Transzformátorok tervezése
Transzformátorok méretezési lépéseinek áttekintése, a minimálisan szükséges ferromágneses anyag méretének, a menetszámoknak, a tekercselőhuzal keresztmetszetének és felépítésének meghatározása a Skin és közelségi hatás figyelembevételével. A transzformátorban keletkező veszteségek számítása.  

11. hét: Fojtók tervezése  
Diszkrét és elosztott légréses fojtók méretezési lépéseinek áttekintése, a minimálisan szükséges ferromágneses anyag méretének, a menetszámnak, a tekercselőhuzal keresztmetszetének és felépítésének meghatározása a Skin és közelségi hatás figyelembevételével. A fojtóban keletkező veszteségek számítása.

 
12. hét: Félvezető-meghajtó áramkörök
Tápegységekben alkalmazott félvezető meghajtó áramkörök funkcióinak ismertetése, alsó oldali, felső oldali és teljes hídág meghajtása. Bootstrap és galvanikusan leválasztott meghajtó áramkör ismertetése és méretezése. A főáramkör parazita kapacitásinak, induktivitásinak vezérlőkörre gyakorolt visszahatásának vizsgálata. AVC (Active-Voltage-Clamping) áramkörök ismertetése.

13. hét: Konstrukciós kérdések, hűtés
Tápegységek tervezésénél használt főbb szabványok, érintésvédelmi módok, átütési feszültség, kúszóút, mechanikai és villamos védettségi fokozatok ismertetése. A félvezetők és mágneses elemek levegő, folyadék és hibrid hűtési megoldásainak áttekintése.

14. hét: Tápegységek elektromágneses kompatibilitása
A tápegységekben fellépő vezetett és sugárzott zavarforrások meghatározása. Az induktívan és kapacitívan becsatolt zajok elleni védekezési lehetőségek ismertetése. Hálózat oldali differenciál és közös módú zavarszűrő tervezése.

A gyakorlatok részletes tematikája
A gyakorlatokon példák formájában kerül elmélyítésre az előadásokon elhangzott, illetve az önállóan feldolgozandó elméleti tananyag.

1. hét: Félvezetők lineáris és kapcsolóüzemű méretezése
Dióda, bipoláris tranzisztor, MOSFET és IGBT villamos igénybevételeinek meghatározása lineáris és kapcsolóüzemű alkalmazásokban. A felsorolt félvezetők veszteségének számítása, illetve a kikapcsolási túlfeszültség csökkentésére szolgáló Snubber áramkör méretezése.

3. hét: Lineáris üzemű tápegység tervezése
Zener diódás és soros áteresztő tranzisztoros stabilizátor méretezése. Áramkorlátozási megoldások tervezése, a veszteségek, hatásfok és a simítási tényező számítása.

5. hét: Kondenzátorok és akkumulátoros rendszerek tervezése
Soros-párhuzamos kondenzátor telepek és DC köri snubber kapacitás méretezése a soros ellenállás, soros induktivitás és szivárgó áramok figyelembevételével. Akkumulátoros rendszer tervezése energiatárolós alkalmazáshoz. Cellakiegyenlítő áramkörök méretezése.

7. hét: Forward konverter tervezése
FORWARD konverter teljes méretezési példa megoldása. A félvezető elemek igénybevételeinek és veszteségének, a beépítendő induktivitás, transzformátor és kapacitás villamos paramétereinek meghatározása.

9. hét: Flyback konverter tervezése
FLYBACK konverter teljes méretezési példa megoldása. A félvezető elemek igénybevételeinek és veszteségének, a beépítendő induktivitás, transzformátor és kapacitás villamos paramétereinek meghatározása.

11. hét: Transzformátor méretezése
Középfrekvenciás transzformátor méretezési példa. A ferromágneses anyag méretének, a menetszámoknak, a tekercselőhuzal keresztmetszetének és felépítésének meghatározása, transzformátorban keletkező veszteségek számítása és a keletkező hőlépcső becslése.  

13. hét: Diszkrét és elosztott légréses fojtó méretezése
DCDC konverter diszkrét és elosztott légréses fojtó méretezési példa. A ferromágneses anyag méretének, a menetszámnak, a tekercselőhuzal keresztmetszetének és felépítésének meghatározása, a fojtóban keletkező veszteségek számítása és a keletkező hőlépcső becslése.