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

    Belépés
    címtáras azonosítással

    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 rendek grafikus formában itt láthatók.

    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 óra56
    Félévközi készülés órákra24
    Felkészülés zárthelyire10
    Házi feladat elkészítése
    Kijelölt írásos tananyag elsajátítása
    Vizsgafelkészülés30
    Összesen120
    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

    dr. Hermann Imre adjunktus, Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék

    dr. Varjasi István docens, Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék