Modulbeschreibung

Die Studierenden

• kennen die Vorgehensweise bei der Schaltungsentwicklung.
• kennen die physikalischen Prinzipien in der Halbleitertheorie.
• kennen die Funktionsweisen der analogen Standardbauteile.
• können Schaltungen mit den analogen Standardbauteilen entwerfen.
• können Kippschaltungen entwerfen.

• können einen magnetischen Kreis auslegen.
• können eine Spule und einen Transformator dimensionieren.
• kennen die Eigenschaften und die Arbeitsweise der verschiedenen elektrischen Antriebe.
• können für eine gegebene antriebstechnische Aufgabe den Motor auswählen.
• kennen die Eigenschaften und die typischen Einsatzgebiete der verschiedenen Leistungshalbleiter und können deren Funktionsprinzipien beschreiben.
• können das Einschwingverhalten von geschalteten Netzwerken bestimmen und simulieren.
• können das statische und dynamische Verhalten von Kühlungssystemen berechnen und sind in der Lage für Systeme mit Leistungsverlusten eine geeignete Kühlung auszulegen.
• können für vorliegende Schaltungen das elektrische Schaltverhalten berechnen und simulieren.
• können für vorliegende Antriebssysteme und Schaltungen das thermische Verhalten berechnen und simulieren.
• können die Bauelemente der Leistungselektronik beschreiben.

• können grafische Benutzeroberflächen bauen.
• kennen das MVC-Paradigma (Model View Controller) und setzen es beim Entwurf ein.
• können Ausnahmefälle in Programmen erkennen und behandeln.
• können kleine Applikationen entwerfen und implementieren.

 
• können gedruckte Schaltungen mit einem EDA-Tool erstellen.
• können analoge Schaltungen nach einem Lastenheft entwickeln.

Vorausgesetzt sind die beiden Module Elektrotechnik & Lineare Algebra I sowie Elektrotechnik & Lineare Algebra II.

Während der Unterrichtsphase wird in den Kursen Grundlagen der Leistungselektronik und Analoge Schaltungstechnik eine Prüfung geschrieben. Im Kurs Projekt Entwicklung von Analogschaltungen wird das Projekt bewertet.

Während der Unterrichtsphase wird in den Kursen Grundlagen der Leistungselektronik und Analoge Schaltungstechnik eine Prüfung (Gewicht je 10%) geschrieben. Im Kurs Projekt Entwicklung von Analogschaltungen wird das Projekt bewertet (Gewicht 15%).

Am Ende des Semesters findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung in vier Teilen statt. Die Kurse Analoge Schaltungstechnik (Gewicht 15%), Grundlagen der Leistungselektronik (Gewicht 15%), Konzepte der Programmierung (Gewicht 25%) und  Projekt Entwicklung von Analogschaltungen (Gewicht 10%) bilden je einen Teil der abgesetzten Modulschlussprüfung.

Die Studierenden

• können einen magnetischen Kreis auslegen.
• können eine Spule und einen Transformator dimensionieren.
• kennen die Eigenschaften und die Arbeitsweise der verschiedenen elektrischen Antriebe.
• können für eine gegebene antriebstechnische Aufgabe den Motor auswählen.
• kennen die Eigenschaften und die typischen Einsatzgebiete der verschiedenen Leistungshalbleiter und können deren Funktionsprinzipien beschreiben.
• können das Einschwingverhalten von geschalteten Netzwerken bestimmen und simulieren.
• können das statische und dynamische Verhalten von Kühlungssystemen berechnen und sind in der Lage für Systeme mit Leistungsverlusten eine geeignete Kühlung auszulegen.
• können für vorliegende Schaltungen das elektrische Schaltverhalten berechnen und simulieren.
• können für vorliegende Antriebssysteme und Schaltungen das thermische Verhalten berechnen und simulieren.
• können die Bauelemente der Leistungselektronik beschreiben.

• Magnetischer Kreis
• Reluktanzmodell
• Ferromagnetsiche Werkstoffe
• Wirbelstromverluste, Skin-Effekt und Proximity-Effekt
• Spule
• Transformator
• Motor (DC-Motor, Asynchronmaschine, Synchronmaschine, Schrittmotor, Brushless DC-Motor)
• Transienten Analyse / Schaltvorgänge
• Thermische Auslegung
• Bauelemente Leistungselektronik wie Leistungsdiode, Bipolar Leistungstransitor, Thyristor, GTO (gate turn off thyristor), Leitungs-MOSFET, IGBT (insulated bipolar transitor)

Skript und Vorelsungsunterlagen

Hagmann, Gert: Grundlagen der Elektrotechnik