73924 - POWER ELECTRONIC CIRCUITS M

Conoscenze e abilità da conseguire

L'obiettivo del corso è fornire supplementi di circuiti elettrici lineari e non lineari con particolare attenzione ai circuiti elettronici di potenza. I principali argomenti affrontati nel corso riguardano la distorsione armonica di corrente e tensione, le potenze in regime stazionario non sinusoidale, diodi di potenza e SCR, raddrizzatori monofase e trifase, interruttori elettronici di potenza, componenti emergenti, le basi sulle tecniche di modulazione (PWM), inverter monofase e trifase e altri tipi di convertitori. Alla fine del corso gli studenti padroneggiano le tecnologie dell'elettronica di potenza con una particolare attenzione al campo dell'automazione. Il corso fornisce le basi di elettronica di potenza strumentali al corso “Azionamenti elettrici per l'automazione M”.

Contenuti

Modulo I (30h)

• Complementi di circuiti elettrici lineari e non lineari.
• Forme d'onda periodiche non sinusoidali. Distorsione armonica di corrente e tensione in regime stazionario non sinusoidale.
• Diodi di potenza e SCR. Interruttori elettronici di potenza: BJT, MOSFET, IGBT, componenti emergenti. 
• Raddrizzatori: monofase e trifase. PFC monofase e trifase (Vienna Rectifier).
• Modulazione a larghezza di impulso (PWM).
• Chopper: buck, boost, buck-boost, Cùk, SEPIC, half-bridge, full bridge.
• Convertitori DC-DC isolati: Dual-Active Bridge.

Modulo II (30h)

• Inverter monofase: half-bridge, full-bridge. Modulazione unipolare e bipolare.
• Inverter trifase, modulazione six-step e PWM. Iniezione di un segnale di modo comune: centered PWM, discontinuous PWM.
• Inverter multilivello: cascaded H-bridge, Diode clamped (NPC), Flying capacitor. Modular multilevel converters (MMC).
• Implementazione digitale delle tecniche di modulazione per convertitori switching: microcontrollori, schede DSP, sistemi FPGA.

Testi/Bibliografia

- Mohan, Undeland, Robbins: Power Electronics. J.Wiley & Sons

- Rashid: Power Electronics: Circuits Devices and Applications. Prentice Hall

- Kassakian, Schlecht, Verrghese: Principles of Power Electronics. MIT Addison-Wesley

Metodi didattici

Lezioni in aula (teoria ed esercitazioni). Esercitazioni numeriche in aula ed alcune esperienze con schede DSP/FPGA.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica consiste in una prova scritta e eventualmente una prova orale.

Strumenti a supporto della didattica

Sono a disposizione dello studente le dispense sugli argomenti trattati a lezione. Uso di LTspice e PLECS per la simulazione circuitale.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Mattia Ricco

Consulta il sito web di Riccardo Mandrioli