Detail předmětu

Napájení elektronických zařízení

FEKT-KNEZAk. rok: 2015/2016

Předmět je silně prakticky orientován, cílem je naučit studenta správně vybrat typ a celkově navrhnout napájecí zdroj pro elektronické zařízení. Studenti se detailně seznámí se základními elektronickými komponentami pro konstrukci moderních napájecích zdrojů (aktivních i pasivních) včetně jejich parazitních vlastností. Dále získají přehled o principu a různých topologiích lineárních a spínaných zdrojů, neizolovaných, izolovaných i autonomních. V rámci výuky provádí studenti simulaci elementárních obvodů napájecích zdrojů, návrh napájecího zdroje s využitím dostupných SW nástrojů a návrh desky plošných spojů pro tento zdroj včetně přípravy dat pro jeho výrobu.

Výsledky učení předmětu

Absolvent předmětu je schopen
o uvést parazitních vlastnosti elektronických komponent a stanovit jejich vliv na funkci napájecího zdroje
o porovnat vlastnosti základních elektronických komponent a pro danou aplikaci vybrat vhodný typ
o vysvětlit princip funkce lineárních i spínaných zdrojů různých topologií
o na základě požadavků vybrat vhodnou topologii napájecího zdroje (lineárního i spínaného)
o vypočítat hodnoty a požadované mezní parametry klíčových komponent napájecího zdroje
o použít základní dostupné nástroje pro návrh napájecích zdrojů
o navrhnout jištění a chlazení napájecího zdroje

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti funkce základních elektronických součástek (rezistor, kapacitor, induktor, transformátor, dioda, bipolární a unipolární tranzistor, tyristor) a základní znalost diferenciálního a integrálního počtu.

Doporučená nebo povinná literatura

BROWN, M. Power Supply Cookbook. Newnes, 2nd edition, 2001. ISBN 0-7506-7329-X. (EN)

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování zahrnují přednášky, cvičení na počítači a laboratoře. Předmět využívá e-learning (Moodle). Student odevzdává jeden samostatný projekt.

Způsob a kritéria hodnocení

K udělení zápočtu je třeba absolvovat počítačové cvičení (až 10 bodů za aktivní účast), absolvovat laboratorní cvičení a odevzdat všechny protokoly v dostatečné kvalitě (až 10 bodů). Na každém tutoriálu studenti obdrží zadání samostatného úkolu hodnoceného až 6 body (celkem 30 bodů). Závěrečná zkouška je hodnocena maximálně 50 body.

Jazyk výuky

čeština

Osnovy výuky

1. Úvod do problematiky napájecích zdrojů, princip funkce transformátorů
2. Vlastnosti reálných transformátorů, princip funkce a vlastnosti reálných induktorů
3. Vlastnosti reálných kapacitorů a jejich použití, vlastnosti polovodičových diod, neřízené usměrňovače
4. Vlastnosti polovodičových spínacích prvků (bipolární a unipolární tranzistor, tyristor, triak, diak, IGBT), řízené usměrňovače
5. Referenční zdroje napětí, napěťové referenční diody, zdroje typu band-gap
6. Parametrické stabilizátory a lineární zpětnovazební stabilizátory
7. Integrované spojité (lineární) stabilizátory, nábojové pumpy
8. Základní topologie a princip funkce neizolovaných spínaných měničů s induktory
9. Základní topologie a princip funkce izolovaných spínaných měničů
10. Měniče se synchronním (aktivním) usměrněním, paralelní a vícefázové měniče, můstkové topologie spínaných měničů
11. Kvazirezonanční a rezonanční měniče, korektory účiníku
12. Návrh zpětné vazby napěťových stabilizátorů, jištění a chlazení napájecích zdrojů
13. Autonomní napájecí zdroje: primární a sekundární články, alternativní zdroje elektrické energie

Cíl

Předmět seznámí studenty se základními principy funkce spínaných i lineárních napájecích zdrojů, naučí je provádět jejich návrh a implementaci s využitím elementárních výpočtů a dostupných návrhových systémů.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-BK bakalářský

    obor BK-EST , 2. ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný oborový

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor ET-CZV , 1. ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný oborový

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Cvičení na poč.

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Laboratorní cvičení

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor