BME VIK - Elektronikus tápegységek

magyar nyelvű adatlap

vissza a tantárgylistához nyomtatható verzió

Elektronikus tápegységek

A tantárgy angol neve: Electronic Power Supplies

Adatlap utolsó módosítása: 2012. május 30.

Tantárgy lejárati dátuma: 2013. december 31.

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Villamosmérnöki és Informatikai Kar

Villamosmérnöki szak

Mérnök informatikus szak

Szabadon választható tantárgy

Tantárgykód	Szemeszter	Követelmények	Kredit	Tantárgyfélév
VIAUJV03		4/0/0/v	4

3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Varjasi István,

4. A tantárgy előadója dr. Hermann Imre adjunktus, Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék

5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

- Tranzisztorok lineáris és kapcsoló üzeme.

- Elektronikus erősítők.

- Digitális alapáramkörök.

- Lineáris szabályozáselmélet.

- Feszültségtranszformátorok.

6. Előtanulmányi rend

Kötelező:

NEM ( TárgyTeljesítve("BMEVIAU9003") )
VAGY
NEM (TárgyTeljesítve("BMEVIAUAV64") )

A fenti forma a Neptun sajátja, ezen technikai okokból nem változtattunk.

A kötelező előtanulmányi rend az adott szak honlapján és képzési programjában található.

Ajánlott:

Elektronika 2., VIAUA300 (5. szemeszter)

Szabályozástechnika, VIIIA303, ill. VIAUA309 (5. szemeszter)

Ez a tantárgy a következő tantárgyak korábbi/egyidejű hallgatásakor nem vehető fel:

Elektronikus átalakítók, VIAUAV64

Elektronikus tápegységek, VIAUA9003

7. A tantárgy célkitűzése

Alapvető ismeretek elsajátíttatása az elektronikus tápegységek áramköri felépítése, működése témaköréből.

8. A tantárgy részletes tematikája

1. A tápegységek általános jellemzői:

- A tápegységek csoportosítása a bemeneti és a kimeneti jellemzők alapján (AC-DC, DC-DC, DC-AC)

- A tápegységek minőségi jellemzői (hatásfok, hálózati visszahatás, stabilitási tényező...)

2. Stabilizálatlan egyfázisú AC-DC tápegységek működése, méretezése különböző

szűrőkörökkel; egyenáramú és váltakozóáramú oldali felharmonikusok számítása.

3. Egyenfeszültségű tápegység alapkapcsolások.

3.1. Lineáris üzemű tápegységek:

Zener diódás DC-DC tápegység (párhuzamos feszültségstabilizá-

tor) működése, méretezése, minőségi jellemzők számítása.

Soros áteresztőtranzisztoros DC-DC stabilizátorok működése, méretezése, minőségi jellemzők számítása.

3.2. Kapcsolóüzemű tápegységek:

Kapcsolóüzemű DC-DC tápegységek általános jellemzői.

Galvanikus (Buck, Boost, Buck-Boost, Cuk) és transzformátoros csatolású (Flyback, Forward, Push-Pull, teljes és félhíd) alapkapcsolások működése, összehasonlítása, méretezésük alapelvei.

4. Kapcsolóüzemű tápegységek szabályozása:

A teljesítményfokozatok átviteli függvénye, az átviteli függvény tápfeszültség és terhelésfüggése. A passzív alkatrészek valós jellemzőinek hatása az átviteli függvényre.

A PWM modulált szabályozó átviteli függvénye. Feszültségszabályozás áramkorlátozással illetve alárendelt áramszabályozással.

5. A tápegységek vezérlésére, szabályozására kifejlesztett integrált céláramkörök blokkvázlatszerű felépítése és működése.

6. A tápegységek tervezésénekk és konstrukciójának alapjai. Alkalmazási példák.

Tervezett órai bontás a tantárgy oktatása során

Előadás	Anyag
1	Csoportosítás, minőségi jellemzők
2	Stabilizálatlan egyfázisú AC-DC tápegységek ellenállás terheléssel
3	Stabilizálatlan egyfázisú tápegységek szűrőkörös terheléssel (LR, RC szűrés)
4	Stabilizálatlan tápegységek egyenáramú és váltakozóáramú oldali felharmonikusai
5	Lineáris üzemű tápegységek. Párhuzamos beavatkozó szervű feszültségstabilizátorok működése, minőségi jellemzői
6	A soros áteresztőtranzisztoros feszültségstabilizátor működése, méretezése, minőségi jellemzői
7	A minőségi jellemzők javítása, példamegoldás
8	A kapcsolóüzemű DC-DC átalakítás elve. Általános jellemzők.
9	A galvanikus csatolású feszültségcsökkentő kapcsolás működése folyamatos és szaggatott vezetési állapotban
10	A kapcsolás átviteli függvénye, szabályozhatóság
11	A galvanikus csatolású feszültségnövelő kapcsolás működése folyamatos és szaggatott vezetési állapotban
12	A kapcsolás átviteli függvénye, szabályozhatóság
13	A galvanikus csatolású polaritásfordító kapcsolás működése folyamatos és szaggatott vezetési állapotban
14	A kapcsolás átviteli függvénye, szabályozhatóság
15	Az egyes kapcsolások kimeneti feszültség- és fojtóáramhullámossága , szélsőértékek
16	A CUK kapcsolás működése, jellemzői
17	Középfrekvenciás transzformátorral leválasztott kimenetű kapcsolások. A feszültségcsökkentő kapcsolásra visszavezethető helyettesítő képű hídkapcsolás üzemviszonyai ideális transzformátorral.
18	A hídkapcsolás működése valóságos transzformátorral
19	Félhíd, kéttelepes, ellenütemű kapcsolás
20	Az egytranzisztoros elvileg veszteségmentes nyitóüzemű kapcsolás felépítése, jellemzői.
21	Az egytranzisztoros nyitóüzemű kapcsolás veszteséges változatai
22	A polaritásfordító kapcsolásra visszavezethető helyettesítő képű, leválasztott kimenetű záróüzemű konverter és jellemzői
23	A CUK kapcsolás transzformátoros változata és jellemzői
24	Kapcsolóüzemű tápegységek szabályozása. Feszültségszabályozás áramkorlátozással.
25	Az ideális elemekből felépített teljesítményszűrők átviteli függvénye, a szűrőalkatrészek valós jellemzőinek befolyása az átviteli függvényre
26	Integrált PWM szabályozók felépítése, jellemzői, átviteli függvényük
27	Alárendelt áramszabályozású tápegységek felépítése, szabályozási jellemzőik
28	Az árammódú szabályozás elve, céláramkörei

9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium)

Előadás laboratóriumi bemutatókkal kiegészítve.

10. Követelmények

a./ A szorgalmi időszakban:

Egy nagy ZH sikeres megírása.

Ez egyben az aláírás megszerzéséenk és a vizsgára bocsátásnak feltétele.

b./ A vizsgaidőszakban:

A félév vizsgával zárul. A vizsga írásbeli.

A vizsgákra és az esetleges ismétlővizsgára a TVSZ előirásainak megfelelően a NEPTUN-on annak meghibásodásakor a vizsgát megelőző munkanap déli 12 óráig irásban az Automatizálási Tanszéken lehet jelentkezni, illetve a jelentkezést törölni.

c./ Elővizsga:

Igény szerint előzetesen egyeztetett időpontban, az utolsó tanulmányi héten.

11. Pótlási lehetőségek

Sikertelen zárthelyi a szorgalmi időszakban a pótzárthelyin pótolható.
A sikertelen (pót)zárthelyi a pótlási héten különeljárási díj ellenében egy további alkalommal pótolható.

12. Konzultációs lehetőségek

Igény szerint, egyeztetett időpontban.

13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

1. Rudolf P. Severns, Gordon E. Bloom:

Modern DC-to-DC switchmode power converter circuits.

Mc Graw-Hill.

2. George C. Charyssis:

High frequency switchning power supplies. Mc Graw-Hill.

3. Csáki és szerzőtársai:

Teljesítményelektronika példatár

Műszaki Könyvkiadó.

4. Ferenci Ödön:

Tápegységek

Műszaki Könyvkiadó.

5. Az előadások rövid kivonata kéziratban.

6. Folyóiratcikkek

14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka

Kontakt óra	56
Félévközi készülés órákra	24
Felkészülés zárthelyire	10
Házi feladat elkészítése
Kijelölt írásos tananyag elsajátítása
Vizsgafelkészülés	30
Összesen	120

15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

dr. Hermann Imre adjunktus, Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék

dr. Varjasi István docens, Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék

Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

Elektronikus tápegységek