Modulbeschreibung
Elektronik und Regelungstechnik II
ECTS-Punkte:
12
Lernziele:
Die Studierenden
- 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 eine Spule und einen Transformator dimensionieren.
- 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:
- 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
- Auslegung von Spule und Transformator
- Ferromagnetsiche Werkstoffe
- Wirbelstromverluste, Skin-Effekt und Proximity-Effekt
- Pulsbreitenmodulation und Ansteuerung
- Funktionen: Spannungsregelung, Strombegrenzung, soft start und soft switching
Klassenunterricht mit 4 Lektionen pro Woche
Digitaltechnik:
- 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.