Lehrveranstaltungshandbuch Schaltnetzteile

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Verantwortlich: Prof.Dr.Dick

Lehrveranstaltung

Befriedigt Modul (MID)

• aktuelle
  • Ba ET2012 LSG

Organisation

Version erstellt 2011-12-09 VID 1 gültig ab WS 2012/13 gültig bis

Bezeichnung Lang Schaltnetzteile LVID F07_SN LVPID (Prüfungsnummer)

Semesterplan (SWS) Vorlesung 2 Übung (ganzer Kurs) 2 Übung (geteilter Kurs) Praktikum 1 Projekt Seminar Tutorium (freiwillig)

Präsenzzeiten Vorlesung 30 Übung (ganzer Kurs) 30 Übung (geteilter Kurs) Praktikum 15 Projekt Seminar Tutorium (freiwillig)

max. Teilnehmerzahl Übung (ganzer Kurs) 30 Übung (geteilter Kurs) Praktikum 15 Projekt Seminar

Gesamtaufwand: 150

Unterrichtssprache

• Deutsch

Niveau

• Bachelor

Notwendige Voraussetzungen

• Grundgebiete Elektrotechnik 1
• Grundgebiete Elektrotechnik 2
• Grundgebiete Elektrotechnik 3
• Leistungselektronik
• Mathematik 1
• Mathematik 2

Literatur

• Otmar Klingenstein, „Schaltnetzteile in der Praxis" Vogel Buchverlag Würzburg
• Mohan; Undeland: Power Electronics – Converters, Applications and Design Wiley Verlag, USA, 3. Auflage

Dozenten

• Prof.Dr.Dick

Wissenschaftliche Mitarbeiter

• Dipl.-Ing. Michael Nixdorf

Zeugnistext

Schaltnetzteile

Kompetenznachweis

Form
sK	Regelfall, bei kleiner Prüfungszehl sMP

Aufwand [h]
sK	Regelfall, bei kleiner Prüfungszehl sMP

Intervall: 3/Jahr

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Lehrveranstaltungselemente

Vorlesung / Übung

Lernziele

Kenntnisse

• Die Studierenden haben umfangreiche Kenntnisse über die grundlegende Wirkungsweise von Schaltnetzteilen, die für die Stromversorgung von Geräten eingesetzt werden. Ihnen ist die Bedeutung von Schaltnetzteilen für die Verbessung des Wirkungsgrades, die Erhöhung der Leistungsdichte und die Reduzierung von Netzrückwirkungen bewußt. Dies wird durch die selbstständige Auslegung und den anschließenden Aufbau von Schaltnetzteilen im Praktikum besonders anschaulich vermittelt. Die Lehrveranstaltung orientiert sich an dem aktuellen Stand von Schaltnetzteilen in der Industrie, im Automobilbereich und in Konsumerprodukten.
• Aktiver analytischer Umgang im Leitsungselektronischen Schwerpunktgebiet mit der Materie. Die Studierenden können die Schaltkreise beschreiben, analysieren, bewerten.
• Die Kenntnisse werden an folgendem Inhaltsverzeichnis erarbeitet
  • Probleme klassischer Stromversorgungen: Gewicht der 50Hz Trafos Verluste im Längsregler Netzrückwirkungen
  • Bauelemente für Schaltnetzteile: MOSFET, Treiber, Steuer IC, Speicherinduktivität, Speicher- und Stützkondensatoren, Transformator
  • Elementare Grundschaltungen von Schaltnetzteilen: Tiefsetzsteller, Hochsetzsteller, Hoch-Tiefsetzsteller, Übertragungsverhalten Kontinuierlicher und diskontinuierlicher Betrieb
  • Durchflußwandler: Funktion und Beschreibung des Betriebsverhaltens der SchaltungÜbertragbare Leistung von TransformatorenSchaltungsvarianten und Einsatzbereiche
  • Sperrwander: Funktion und Beschreibung des Betriebsverhaltens der Schaltung, Energiespeicherung im Luftspalt des Kerns. Hilfsstromversorgung, Ausgangsspannungsregelung, Konverter mit Mehrfachspannungsausgängen, Bedeutung der Streuinduktivität
  • Serienresonanzkonverter: Halbbrückenschaltungen und deren Ansteuerung, Grenzen Leistungsübertragung bei Transformatoren, Serienschwingkreis, Funktion des Serienresonanzwandlers

Fertigkeiten

• Aktiver analytischer Umgang im Leitsungselektronischen Schwerpunktgebiet mit der Materie. Die Studierenden können wesentliche Schritte einer Schaltungssynthese selbst beschreiten.
• Die Fertigkeiten werden an folgendem Inhaltsverzeichnis erarbeitet
  • Probleme klassischer Stromversorgungen: Gewicht der 50Hz Trafos Verluste im Längsregler Netzrückwirkungen
  • Bauelemente für Schaltnetzteile: MOSFET, Treiber, Steuer IC, Speicherinduktivität, Speicher- und Stützkondensatoren, Transformator
  • Elementare Grundschaltungen von Schaltnetzteilen: Tiefsetzsteller, Hochsetzsteller, Hoch-Tiefsetzsteller, Übertragungsverhalten Kontinuierlicher und diskontinuierlicher Betrieb
  • Durchflußwandler: Funktion und Beschreibung des Betriebsverhaltens der SchaltungÜbertragbare Leistung von TransformatorenSchaltungsvarianten und Einsatzbereiche
  • Sperrwander: Funktion und Beschreibung des Betriebsverhaltens der Schaltung, Energiespeicherung im Luftspalt des Kerns. Hilfsstromversorgung, Ausgangsspannungsregelung, Konverter mit Mehrfachspannungsausgängen, Bedeutung der Streuinduktivität
  • Serienresonanzkonverter: Halbbrückenschaltungen und deren Ansteuerung, Grenzen Leistungsübertragung bei Transformatoren, Serienschwingkreis, Funktion des Serienresonanzwandlers

Begleitmaterial

• elektronische Inhaltsdokumente zur Vorlesung, die den Roten Faden erkennen lassen und alle komplexeren Abbildungen enthalten
• elektronische Tutorials für Selbststudium
  • Internetlinks in o.g. Dokumenten
• ausführliche Hilfsdokumente im Skript-Stil für Verständnis der Rand-Themen
• elektronische Übungsaufgabensammlung

Besondere Voraussetzungen

• Erfahrung im Elektronischen "basteln"

Besondere Literatur

• keine

Besonderer Kompetenznachweis

• kein

Praktikum

Lernziele

Handlungskompetenz demonstrieren

• Auslegung und eigenständiger Aufbau eines Tiefsetzstellers geringer Leistung einschließlich der Auslegung und der Wicklung einer Speicherinduktivität. Erfassung des Betriebsverhalten durch Messungen mit einem Speicheroszilloskop und einer Strommeßzange sowie mit einer elektronischer Last.
• Auslegung und eigenständiger Aufbau eines Sperrwandlers einschließlich eines Mehrwicklungstransformator. Erfassung der charakteristischen Induktivitäten des Speichertransformators. Messtechnische Erfassung des Wirkungsgrades und des Übertragungsverhaltens.
• Auslegung und eigenständiger Aufbau eines Serienresonanzkonverters einschließlich Transformator. Einstellung der Frequenzen. Auslegung und Abgleich des Resonanzkreises. Messtechnische Erfassung des Übertragungsverhaltens mit und ohne Resonanzbetrieb.

Begleitmaterial

• Praktikumsunterlagen

Besondere Voraussetzungen

• keine

Besondere Literatur

• Laborordnung / Sicherheitsbelehrung

Besonderer Kompetenznachweis

Form
bSZ	Praktikumstestat

Beitrag zum LV-Ergebnis
bSZ	Ist Voraussetzung zur summarischen Modulprüfung

Intervall: 1/Jahr