Modulbeschreibung

Elektronik und Regelungstechnik II

ECTS-Punkte:
12
Lernziele:

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.

Kurse in diesem Modul

Anwendungen der Leistungselektronik:
  • 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 
Klassenunterricht mit 4 Lektionen pro Woche
Digitale Schaltungen:
  • Halbleitertechnologien in der Digitaltechnik
  • Logische Grundschaltungen: Gate Logik, Flip-Flop, Boolesche Algebra
  • Kombinatorische Logik: Decoder, Multiplexer, Demultiplexer, Addierer, Subtrahierer, Komparator
  • Sequentielle Logik: Flip-Flop, Dualzähler, Asynchron und Synchron, Schieberegister, Schaltwerke, Zustandsautomaten
  • Programmierbare Logik
  • Halbleiterspeicher (statisch und dynamisch RAM, ROM, PROM, EPROM, FLASH), Adressdekodierung und DMA-Funktionen
  • Gemischte Schaltungen analog-digital, AD- und DA-Wandler
  • Kodierungsverfahren zur Fehlersicherung (Blocksicherung, gewichtete Codes, CRC-Codierung)
Klassenunterricht mit 4 Lektionen pro Woche
Mikrocontroller:
  • Aufbau von Mikrocontrollern
  • Speicherorganisation
  • Instruktionsformate
  • IO-Ports, SCI, Timer
  • Treiber, Interruptverarbeitung
  • Assembler, Hochsprache (C)
Klassenunterricht mit 4 Lektionen pro Woche
Projekt Entwicklung von Digitalschaltungen (VHDL):
  • Einführung in VHDL
  • Synthese und Simulation
  • Implementation in einem FPGA
  • Entwicklung einer Beispielapplikation
Projekt mit 0 Lektionen pro Woche
Disclaimer

Diese Beschreibung ist rechtlich nicht verbindlich! Weitere Informationen finden Sie in der detaillierten Modulbeschreibung.