BME VIK - Elektronikus tápegységek

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