Modulbeschreibung

Die Studierenden

• kennen die Eigenschaften und Limitationen der ungeregelten Stromversorgungen und können diese auslegen.
• kennen die Eigenschaften der linearen Spannungsregler und können für ein vorliegendes Design-Problem einen passenden auswählen und dimensionieren.
• kennen die gebräuchlichsten netzgeführten Stromrichterschaltungen.
• kennen die Eigenschaften der getakteten Spannungsregler im Allgemeinen und die Eigenheiten der einzelnen Topologien im Speziellen.
• können die Analysemethoden für getaktete Wandler anwenden.
• können für eine gegebene Anwendung die passende Topologie bestimmen und auslegen.
• können eine Leistungsverlustanalyse durchführen.
• kennen die für die Leistungselektronik relevanten Eigenschaften der Elektrolytkondensatoren.
• kennen die gebräuchlichsten galvanisch isolierten Wandler und können für ein gegebenes Design-Problem eine geeignete Topologie auswählen und dimensionieren.
• kennen das Power Factor Corrector (PFC) Prinzip und die entsprechenden Vorschriften.
• können geeignete Schaltungen auslegen.
• kennen die Funktionsweise der Wechselrichterschaltungen.
• können in Schaltungen Massnahmen vorsehen, die das Verhalten bezüglich der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) verbessern.
• können Stromversorgungen einsetzen.
• können batteriebetriebene Stromversorgungen auslegen.
• kennen die Funktionsweise der Wechselrichter und können sie einsetzen.
• können in Schaltungen Massnahmen vorsehen um die elektromagnetische Verträglichkeit sicherzustellen.

• kennen die Eigenschaften der Halbleitertechnologien.
• können die logischen Grundschaltungen in Anwendungen einsetzen.
• können Boolesche Funktionen aufstellen und vereinfachen.
• können Schaltungen mit kombinatorischer Logik einsetzen.
• können Schaltungen mit sequentieller Logik anwenden.
• können Zustandsautomaten realisieren.
• kennen grundlegende Kodierungsverfahren zur Fehlersicherung (Blocksicherung, gewichtete Codes, CRC-Codierung).
• kennen die Funktionsweisen und Eigenschaften von Halbleiterspeichern.
• kennen die Funktionsweisen und Eigenschaften von gemischten analog-digital Schaltungen (System-on-a-Chip).

• kennen die grundlegende Funktion und den Aufbau eines einfachen Mikrocontrollers.
• kennen Peripheriemodule eines Mikrocontrollers.
• können Anwendungen auf einem Mikrocontroller implementieren.

• können mittels VHDL eine komplexe digitale Hardware realisieren.
• können eine Applikation mit mittlerer Komplexität auf einem programmierbaren Logikbaustein (FPGA) realisieren.

Während der Unterrichtsphase wird im Kurs Digitale Schaltungen eine Prüfung geschrieben. Im Kurs Projekt Entwicklung von Digitalschaltungen (VHDL) wird das Projekt bewertet. Während der Unterrichtsphase wird im Kurs Anwendungen der Leistungselektronik eine Prüfung geschrieben und eine Laborarbeit bewertet.

Während der Unterrichtsphase wird im Kurs Digitale Schaltungen eine Prüfung (Gewicht 10%) geschrieben. Im Kurs Projekt Entwicklung von Digitalschaltungen (VHDL) wird das Projekt bewertet (Gewicht 15%). Während der Unterrichtsphase wird im Kurs Anwendungen der Leistungselektronik eine Prüfung (Gewicht 7.5%) geschrieben und eine Laborarbeit (Gewicht 2.5%) bewertet.

Am Ende des Semesters findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung in vier Teilen statt. Die Kurse Anwendungen der Leistungselektronik (Gewicht 15%), Digitale Schaltungen (Gewicht 15%), Mikrocontroller (Gewicht 25%) und Projekt Entwicklung von Digitalschaltungen (VHDL) (Gewicht 10%) bilden je einen Teil der abgesetzten Modulschlussprüfung.

Die Studierenden

• kennen die Eigenschaften und Limitationen der ungeregelten Stromversorgungen und können diese auslegen.
• kennen die Eigenschaften der linearen Spannungsregler und können für ein vorliegendes Design-Problem einen passenden auswählen und dimensionieren.
• kennen die gebräuchlichsten netzgeführten Stromrichterschaltungen.
• kennen die Eigenschaften der getakteten Spannungsregler im Allgemeinen und die Eigenheiten der einzelnen Topologien im Speziellen.
• können die Analysemethoden für getaktete Wandler anwenden.
• können für eine gegebene Anwendung die passende Topologie bestimmen und auslegen.
• können eine Leistungsverlustanalyse durchführen.
• kennen die für die Leistungselektronik relevanten Eigenschaften der Elektrolytkondensatoren.
• kennen die gebräuchlichsten galvanisch isolierten Wandler und können für ein gegebenes Design-Problem eine geeignete Topologie auswählen und dimensionieren.
• kennen das Power Factor Corrector (PFC) Prinzip und die entsprechenden Vorschriften.
• können geeignete Schaltungen auslegen.
• kennen die Funktionsweise der Wechselrichterschaltungen.
• können in Schaltungen Massnahmen vorsehen, die das Verhalten bezüglich der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) verbessern.
• können Stromversorgungen einsetzen.
• können batteriebetriebene Stromversorgungen auslegen.
• kennen die Funktionsweise der Wechselrichter und können sie einsetzen.
• können in Schaltungen Massnahmen vorsehen um die elektromagnetische Verträglichkeit sicherzustellen.

• ungeregelte Gleichrichterschaltungen
• netzgeführte Stromrichter
• Thyristoren gesteuerte Gleichrichterschaltungen
• Eigenschaften der Elektrolytkondensatoren
• Schaltregler und Schaltnetzteile (Buck-, Boost-, Buck-Boost-, Cuk-, SEPIC- und Buck2-Konverter)
• Leistungsfaktorkorrektur (PFC)
• galvanisch isolierte Wandler (Forward, Full, Bridge, Half Bridge, Push Pull, Current Fed Push Pull, Flyback)
• Wechselrichter (H-Brigde 1- und 3-phasig)
• Batteriebetriebene Stromversorgungen
• Elektromagnetische Verträglichkeit
• Pulsbreitenmodulation und Ansteuerung
• Funktionen: Spannungsregelung, Strombegrenzung, soft start und soft switching 

Skript und Vorlesungsunterlagen

PLECS