Sulla base di cinque decadi di evoluzione tecnologica e applicativa, il settore della "Power Electronics" viene integrato nella più completa materia della 'Conversione Statica', necessaria a fronte dei requisiti di efficienza e compatibilità del crescente mercato delle applicazioni energetiche, ad esempio dette rinnovabili. Pertanto il corso intende fornire gli strumenti scientifici e le conoscenze tecniche allo stato dell'arte, mantenendo saldi riferimenti ai fondamenti per consentire al futuro ingegnere autonoma capacità di seguire e comprendere la corrente evoluzione tecnologica imposta dalle nuove applicazioni energetiche.

Capacità di analisi della dinamica nei circuiti elettrici (non lineari) in commutazione. Conoscenza e valutazione comparative delle caratteristiche e delle proprietà di dimensionamento dei componenti di potenza, attivi e reattivi, e delle strutture di conversione per la commutazione naturale e forzata, finalizzate alla comprensione delle problematiche di progetto. Capacità di calcolo dei diversi termini dissipativi e del rendimento complessivo di conversione. Conoscenza di dispositivi e trasduttori caratteristici. Capacità autonoma di progetto delle strutture di controllo anche digitale per convertitori PWM.

Elettrotecnica di base e specialistica, componenti elettronici fondamentali, fondamenti sulla dinamica e sul controllo di sistemi elettrici, concetti di sicurezza e compatibilità elettrica impiantistica.

1) Presentazione e generalità.
2) Analisi e sintesi di progetto di funzioni, strutture e componenti attivi e reattivi fondamentali.
3) Conversione a commutazione naturale.
4) Conversione a commutazione forzata e multilivello.
5) Proprietà e limiti di controllo di convertitori PWM.
6) Inverter alimentati in tensione e convertitori statici.

- Laboratorio sui semiconduttori di potenza e sulla realizzazione di convertitori industriali a IPM.
- Laboratorio sperimentale sui circuiti elettronici a IGBT in commutazione forzata.
- Esercitazioni di calcolo e di progetto.
- Simulazione P-Spice di convertitori.
- Simulazione del controllo in anello chiuso di convertitori e delle tecniche PWM.
Per ciascun tema gli studenti possono liberamente associarsi in piccoli gruppi. Uno di essi prepara la presentazione e la descrizione del laboratorio/esercitazione, gli altri scelgono argomenti specifici correlati e svolgono relazioni sull'argomento, evidenziando il contributo individuale di ciascuno.

Di riferimento:
A. Fratta, "Dispense del corso di Conversione Statica dell'Energia Elettrica", Politecnico di Torino, CLUT.
J.G.Kassakian, M.F.Schlecht, G.C.Verghese, "Principles of Power Electronics", MIT, Addison-Wesley, USA.
Il materiale necessario per svolgere laboratori/esercitazioni è elaborato con i gruppi di studenti e distribuito in rete.
Consigliati per approfondimenti:
N.Mohan, T.Undeland, W.P.Robbins, "Elettronica di Potenza, Convertitori e Applicazioni" ", Ulrico Hoepli Editore S.p.A. 2005.
Muhammad H. Rashid, "Power Electronics, Circuits, Devices and Applications", Pearson Education,Inc.

La prova finale consiste in un esame orale (durata prevista un'ora).
Nella prima sessione di esame, gli studenti che hanno frequentato esercitazioni/laboratori e hanno svolto le relazioni correlate, possono svolgere l'esame orale discutendo le relazioni svolte.