Il corso fornisce i concetti di base relativi ai circuiti elettronici di segnale analogici e digitali, e anche dei convertitori elettronici di potenza. L'obiettivo principale è di fornire le conoscenze necessarie per comprendere ed analizzare sistemi elettronici industriali complessi contenenti convertitori elettronici di potenza insieme ai loro circuiti elettronici di segnale per misure e controllo. Vengono analizzate le principali strutture della conversione statica a commutazione naturale e a commutazione forzata per poter facilmente comprendere il loro funzionamento nella conversione della potenza. L'attività di laboratorio forniranno agli studenti gli aspetti pratici per comprendere meglio i sistemi elettronici di bassa e di alta potenza.

Applicabilità e prestazioni delle strutture di elettronica di potenza classiche, concetti base sulla conversione statica dell'energia elettrica per applicazioni semplici e complesse. Capacità di comprendere i vantaggi e le problematiche tipiche dell'utilizzo di strutture dotate di elettronica di potenza. Sensibilità alle problematiche di controllo e misura ed alle possibili soluzioni tecniche.

Elettrotecnica, Nozioni di base di fisica dei semiconduttori

• Introduzione, descrizione dell’insegnamento e delle regole di esame (1.5h) • Sensori e Attuatori (3h) • Amplificatori (6h) • Teoria dei controlli e retroazione (12h) • Amplificatori Operazionali: modelli e circuiti (12h) • Semiconduttori: modelli di giunzione, transistori bipolari, FET (3h) • Sistemi digitali (6h) • Logica combinatoria e sequenziale: macchine a stati finiti (3h) • Dispositivi digitali e microcontrollori (6h) • Principi fondamentali di conversione della potenza elettrica. Classificazione dei convertitori elettronici di potenza (3h). • Elementi reattivi in elettronica di potenza (3h). • Conversione AC/DC non controllata. Diodo di potenza, raddrizzatori a diodi monofase e trifase. Filtri. Influenza dei convertitori sulla rete di alimentazione (6h). • Conversione AC/DC controllata. Tiristore, raddrizzatori monofase e trifase. Convertitori a 4 quadranti. Commutazione e impulsatori (9h). • Conversione AC/AC. Cicloconvertitori e parzializzatori di tensione (3h). • Il polo di commutazione (cella canonica). Dispositivi elettronici di potenza controllabili: MOSFET, IGBT, GTO (6h). • Convertitori DC-DC elementari. Modulazione in larghezza degli impulsi. Convertitori DC-DC a 4 quadranti (6h). • Convertitori DC-AC PWM. Inverter monofase e trifase. Tecniche di modulazione (6h).

Oltre alle lezioni in aula, sono previste attività di esercitazione e laboratorio. Le esercitazioni riguardano la soluzione di problemi illustrati e risolti in aula. Le esercitazioni in laboratorio riguardano attività con componenti elettronici e strutture di conversione di potenza.

• Neil Storey “Electronics: a system approach”, Pearson Education • T.L. Floyd “Electronic Devices”, Prentice Hall • Ned Mohan, Tore Undeland, Tim Robbins, "Elettronica di Potenza", Edizioni Hoepli • Rashid, M. H., 'Elettronica di Potenza', Prentice Hall • John Kassakian, Marting F. Schlecht, George V. Verghese, “Principles of Power Electronics”, Pearson Education.

Modalità di esame: Prova scritta (in aula);

Exam: Written test;

Le regole di esame sono descritte e discusse durante la lezione introduttiva dell’insegnamento. L'esame consiste in una prova scritta divisa in due parti riguardanti esercizi di calcolo e domande relative alla teoria di elettronica di base e di elettronica di potenza. La prova scritta di esercizi di calcolo dura circa 100 minuti e contiene fino a 6 esercizi: metà esercizi di elettronica di base e metà esercizi di elettronica di potenza. Durante la prova scritta di esercizi, lo studente può usare solamente i formulari forniti sul portale dai docenti. La prova scritta di teoria dura circa 40 minuti e contiene fino a 20 domande a risposta multipla, di cui 7 domande sono relative all’elettronica di base e le restanti domande riguardano l’elettronica di potenza. Il voto finale viene calcolato come la media aritmetica tra 2 voti (30/30): un voto è relativo all’elettronica di base, il secondo riguarda l’elettronica di potenza. Il singolo voto si ottiene come la somma dei voti delle parti di esercizi e di domande. La valutazione ottenuta durante le prove di laboratorio di Elettronica (fino a 2, 3 punti) è inclusa nel voto di elettronica di base.

Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.