ITALIANO

Il corso intende fornire allo studente le metodologie necessarie al progetto di sistemi di conversione ad alta potenza ed efficienza. Verranno trattati sia sistemi di conversione DC/DC che AC/DC bi-direzionali.

Dal punto di vista hardware verranno studiati:
- pilotaggio e tecniche di protezione dei dispositivi di potenza (IGBT, MOSFET, tiristori etc).
- convertitori risonanti (LLC ed a doppia compensazione, serie/parallela) e loro applicazioni (trasferimento di energia senza fili, trasformatore elettronico etc)
- convertitori quasi risonanti (ZVS, ZCS). Casi di studio: boost full-bridge ZVS, DAB
- Active Front End monofase e trifase con particolare attenzione al controllo (raddrizzatore a fattore di potenza unitario, filtraggio attivo, compensatore attivo etc). tecniche di modulazione SPWM ed iniezione terza armonica, eliminazione selettiva delle armoniche, modulazione vettoriale. Calcolo delle perdite, limite di funzionamento. Miglioramenti in termini di qualità armonica mediante parallelizzazione (SAFE). p-PLL e q-PLL.
- Convertitori CSI, principio di funzionamento
- Convertitori multilivello. Convertitori flying diode e flying capacitor con relative modulazioni/controlli. Convertitori multilivello modulari. Caso di studio convertitore MMC. Dimensionamento e controllo di un convertitore MMC. Modulazione staircase.
- Studio delle principali topologie utilizzare per i sistemi di ricarica livelli 1-3 per auto elettrica. Topologie per la ricarica veloce e nuovo trend. Introduzione del concetto di V2G e V2G.
- controllo digitale dei convertitori mediante asp/fpga (esercitazioni). Accenni alle tecniche di Hardware in the Loop e Rapid prototyping;

dispense del docente
-Erickson, Robert W., and Dragan Maksimovic. Fundamentals of power electronics. Springer Science & Business Media, 2007.
-Mohan, Ned, and Tore M. Undeland. Power electronics: converters, applications, and design. John Wiley & Sons, 2007
- Rashid, Muhammad H. Power electronics handbook: devices, circuits and applications. Elsevier, 2010.
- dispense
- appunti dalle lezioni

Lo studente apprenderà le tecniche base di progettazione di un sistema di conversione a partire dalle specifiche imposte dal committente e dalle normative vigenti, ed in particolare la progettazione di convertitori AFE/SAFE sia dal punto di vista hardware che del controllo. Dovrà inoltre conoscere le principali topologie utilizzate per la conversione sia in alta che in bassa tensione e quelle emergenti in tutti i settori dove la densità di potenza è un aspetto cruciale (es. settore aeronautico). Dovrà inoltre essere in grado di realizzare circuiti elementari analogico/digitali a partire dalle specifiche assegnate. Altra competenza che verrà acquisita è lo sviluppo delle tecniche di protezione attive/passive e la pianificazione di un set minimo di test hardware e software per garantire la sicurezza delle persone e cose.

Lo studente deve avere solide basi di Elettrotecnica e Controlli automatici. E’ preferibile avere inoltre

Azionamenti ed Elettronica Industriale, Circuiti Elettronici di Potenza

Lezioni orali, esercitazioni di laboratorio

discussione dell'elaborato svolta a casa ed esame orale

Lo studente apprenderà le tecniche base di progettazione di un sistema di conversione a partire dalle specifiche imposte dal committente e dalle normative vigenti, ed in particolare la progettazione di convertitori AFE/SAFE sia dal punto di vista hardware che del controllo. Dovrà inoltre conoscere le principali topologie utilizzate per la conversione sia in alta che in bassa tensione e quelle emergenti in tutti i settori dove la densità di potenza è un aspetto cruciale (es. settore aeronautico). Dovrà inoltre essere in grado di realizzare circuiti elementari analogico/digitali a partire dalle specifiche assegnate. Altra competenza che verrà acquisita è lo sviluppo delle tecniche di protezione attive/passive e la pianificazione di un set minimo di test hardware e software per garantire la sicurezza delle persone e cose.

Italian

The course aims to provide the student with the methodologies necessary for the design of high power and efficiency conversion systems. Both DC / DC and bi-directional AC / DC conversion systems will be processed.

From the hardware point of view, resonant converters, Active Front End and multilevel will be studied both from the point of view of sizing and control. Hints will also be given to the techniques of Hardware in the Loop and Rapid prototyping; the exercises will cover both the development of elementary prototypes and the related digital control implemented on dsp. An additional educational objective is to provide the student with the basic knowledge to deal with advanced power electronics problems.

-additional material prepared by the professor
-Erickson, Robert W., and Dragan Maksimovic. Fundamentals of power electronics. Springer Science & Business Media, 2007.
-Mohan, Ned, and Tore M. Undeland. Power electronics: converters, applications, and design. John Wiley & Sons, 2007

The student will learn the basic techniques of designing a conversion system starting from the specifications imposed by the client and the regulations in force, and in particular the design of AFE / SAFE converters both from the point of view of hardware and control. It will also have to know the main topologies used for both high and low voltage conversion and those emerging in all sectors where power density is a crucial aspect (eg aeronautics). It will also be able to realize analog / digital elementary circuits starting from the assigned specifications. Another skill that will be acquired is the development of active / passive protection techniques and the planning of a minimum set of hardware and software tests to guarantee the safety of people and things.

- Electrotechnics,
- automatic control theory.
- Power electronic and electrical drives

oral lessons. Laboratory exercises

discussion of the elaborate home and oral exam

The student will learn the basic techniques of designing a conversion system starting from the specifications imposed by the client and the regulations in force, and in particular the design of AFE / SAFE converters both from the point of view of hardware and control. It will also have to know the main topologies used for both high and low voltage conversion and those emerging in all sectors where power density is a crucial aspect (eg aeronautics). It will also be able to realize analog / digital elementary circuits starting from the assigned specifications. Another skill that will be acquired is the development of active / passive protection techniques and the planning of a minimum set of hardware and software tests to guarantee the safety of people and things.