Simulation und Regelung von Schaltnetzteilen (SimReg)5 ECTS
(englische Bezeichnung: Simulation and Control of Switch-Mode Power Supplies)

Lehrveranstaltungen:

• • Simulation und Regelung von Schaltnetzteilen
    (Vorlesung mit Übung, 4 SWS, Thomas Dürbaum et al., Do, 14:15 - 17:45, E 1.11; Zeit und Raum gemeinsam für Vorlesung und Übung)

Empfohlene Voraussetzungen:

Modul Leistungselektronik
Modul Schaltnetzteile

Inhalt:

Der Entwurf von Schaltnetzteilen setzt in der heutigen Zeit die Simulation von relevanten Topologien voraus. Im ersten Teil der Vorlesung werden sowohl notwendige Grundlagen als auch mögliche Simulationsstrategien und Tools erläutert. Im Einzelnen wird auf folgende Punkte eingegangen:

• Analytische Simulation von PWM-Konvertern
• Simulation von PWM-Konvertern unter Zuhilfenahme von gemittelten Schaltermodellen (ASM und ASIM)
• Grundschwingungsanalyse (FHA und eFHA) zur Beschreibung resonanter Konverter
• Zustandsraumbeschreibung (State-Plane-Analyse) resonanter Konverter
• Detailbetrachtungen, Vergleich mit Hardware, Schaltverluste

Im zweiten Teil der Vorlesung werden mögliche Systemmodellierungen gezeigt, die sowohl Aufschluss über das Kleinsignal- und Großsignalverhalten als auch über das transiente Verhalten geben und damit die Anwendung von herkömmlichen regelungstechnischen Ansätzen erlauben. Der zweite Teil der Vorlesung gliedert sich folgendermaßen:

• Anwendung von ASM und ASIM zur Bestimmung der Kleinsignalübertragungsfunktion
• Mittelung im Zustandsraum (State-Space-Averaging) zur Bestimmung der Kleinsignalübertragungsfunktion

• Aufgaben eines Regel-ICs für ein getaktetes Netzteil, Messung von Übertragungsfunktionen

Lernziele und Kompetenzen:

Nach der Teilnahme an den Modulveranstaltungen sind die Studierenden in der Lage:

• Möglichkeiten der Simulation im Bereich der Schaltnetzteiltechnologie zu bewerten,

  • Fähigkeit PWM-Konverter mittels gemittelter Schaltermodelle zu analysieren,

  • Fähigkeit beliebige Konverter mit Hilfe der diskreten Modellierung im Zustandsraum zu analysieren,

  • Fähigkeit Kleinsignalübertragungsfunktionen zu analysieren,

  • die verschiedenen Möglichkeiten Konverter zu regeln sowie deren Vor- und Nachteile zu bewerten,

• die Vielfalt möglicher Topologien zu bewerten,

• die erlernten Methodiken für die Optimierung getakteter Stromversorgungen anzuwenden.
  

Literatur:

Begleitende Arbeitsblätter und in diesen angegebene Literatur

Weitere Informationen:

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:
Das Modul ist im Kontext der folgenden Studienfächer/Vertiefungsrichtungen verwendbar:

1. Berufspädagogik Technik (Master of Education)
   (Po-Vers. 2010 | Masterprüfung | Wahlpflichtmodule | Simulation und Regelung von Schaltnetzteilen)
2. Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science): 5-6. Semester
   (Po-Vers. 2007 | Studienrichtungen (Wahlpflichtmodule) | Studienrichtung Leistungselektronik | Vertiefungsmodule Leistungselektronik | Simulation und Regelung von Schaltnetzteilen)
3. Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science): 5-6. Semester
   (Po-Vers. 2009 | Studienrichtungen | Studienrichtung Leistungselektronik | Vertiefungsmodule (Wahlpflichtmodule) Leistungselektronik | Simulation und Regelung von Schaltnetzteilen)
4. Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Master of Science): 1-4. Semester
   (Po-Vers. 2010 | Studienrichtung Leistungselektronik | Vertiefungsmodule Leistungselektronik | Simulation und Regelung von Schaltnetzteilen)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Simulation und Regelung von Schaltnetzteilen_ (Prüfungsnummer: 64401)

Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 90, benotet

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

Erstablegung: SS 2013, 1. Wdh.: WS 2013/2014, 2. Wdh.: SS 2014

1. Prüfer:

Thomas Dürbaum

Termin: 04.04.2014