Přeskočit na hlavní obsah
Přeskočit hlavičku
Ukončeno v akademickém roce 2020/2021

Výkonové spínací prvky

Typ studia bakalářské
Jazyk výuky angličtina
Kód 430-2202/02
Zkratka VSP
Název předmětu česky Výkonové spínací prvky
Název předmětu anglicky Power Switching Devices
Kreditů 4
Garantující katedra Katedra aplikované elektroniky
Garant předmětu Ing. Tomáš Pavelek, Ph.D.

Osnova předmětu

Přednášky:
Výkonová polovodičová dioda, statické a dynamické vlastnosti, katalogové parametry. Zvláštní typy výkonových diod, režimy zatěžování, rozdělení ztrát, aplikační pravidla.
Tyristor, statické a dynamické vlastnosti, katalogové parametry.
Zvláštní typy výkonových tyristorů, tyristory GATT, GTO, jejich vlastnosti a použití.
Diak, triak, vlastnosti a způsob použití.
Bipolární výkonový tranzistor, statické vlastnosti v sepnutém a rozepnutém stavu.
Bipolární výkonový tranzistor ve spínacím režimu, chování tranzistoru v přechodných stavech při zapínání a vypínání, výkonové ztráty.
Darlingtonovo zapojení, paralelní řazení výkonových tranzistorů, příklady aplikací.
Unipolární výkonový tranzistor, statické vlastnosti v sepnutém a rozepnutém stavu.
Unipolární výkonový tranzistor ve spínacím režimu, dovolená pracovní oblast, výkonové ztráty.
Katalogové parametry a rozdělení IGBT, charakteristické vlastnosti a chování IGBT v sepnutém a rozepnutém stavu.
IGBT ve spínacím režimu, průběh zapnutí a vypnutí, stanovení ztrát, dovolená pracovní oblast
IGCT - statické a dynamické vlastnosti, ztráty a dovolená pracovní oblast.
Provedení a pouzdření výkonových polovodičových součástek, použitelný výkonový rozsah, elektrotepelné parametry.
Vlastnosti a použití součástek na bázi SiC.

Cvičení:
Opakování základních poznatků z elektroniky
Výpočet jednoduchých výkonových obvodů s diodami.
Výpočet ztrát diody z katalogových údajů, vazba na podmínky chlazení.
Výpočet základních výkonových obvodů s tyristory.
Kontrolní test TEST č.1 - Výpočet výkonových ztrát a podmínek chlazení.
Výpočet spínacích obvodů s bipolárními tranzistory.
Výpočet spínacích obvodů s unipolárními tranzistory.
Výpočet spínacích obvodů s tranzistory IGBT.
Kontrolní testy TEST č.2 - Základní vlastnosti a parametry polovodičových spínačů.

Laboratoře:
Laboratorní úloha č.1 - Ztráty diod a tyristorů.
Laboratorní úloha č.2 - Statické vlastnosti výkonového bipolárního tranzistoru.
Laboratorní úloha č.3 - Statické vlastnosti výkonového unipolárního tranzistoru.
Laboratorní úloha č.4 - Měření vlastností IGBT.
Laboratorní úloha č.5 - Měření vlastností budiče výkonových tranzistorů.

Povinná literatura

Brandštetter, P., Chlebiš, P.: Výkonové spínací prvky. Učební texty pro kombinované a distanční studium. VŠB-TU Ostrava, 2005.
Rashid, M. H.: Power Electronics Handbook. Prentice-Hall International, Inc. ISBN 978-0-12-382036-5 , 2011.

Doporučená literatura

Vondrášek,F.: Výkonová elektronika I, skriptum ZČU Plzeň, 2003.
Heumann, K.: Basic Principles of Power Electronics. Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York, ISBN 3642826768 , 2012.