Ce cours peut également être suivi en tant qu'ECEA 5703, dans le cadre du Master of Science in Electrical Engineering de CU Boulder. Ce cours couvre l'analyse et la conception des composants magnétiques, y compris les inductances et les transformateurs, utilisés dans les convertisseurs électroniques de puissance. Le cours commence par une introduction aux principes physiques qui sous-tendent les inducteurs et les transformateurs, y compris les concepts d'inductance, de saturation du matériau du noyau, d'entrefer et de stockage d'énergie dans les inducteurs, de réluctance et de modélisation des circuits magnétiques, de circuits équivalents de transformateur, d'inductance magnétisante et de fuite. Des modèles de transformateurs à enroulements multiples sont également développés, y compris la représentation de la matrice d'inductance, pour les structures en série et en parallèle. La modélisation des pertes dans les composants magnétiques couvre les pertes dans le noyau et les enroulements, y compris les effets de peau et de proximité. Enfin, une procédure complète est développée pour l'optimisation de la conception des inductances dans les convertisseurs de puissance à découpage.
A l'issue de ce cours, vous : - comprendrez les principes fondamentaux des composants magnétiques, y compris les inductances et les transformateurs - serez capable d'analyser et de modéliser les pertes dans les composants magnétiques, et de comprendre les compromis de conception - saurez comment concevoir et optimiser les inductances et les transformateurs pour les convertisseurs de puissance à découpage Ce cours suppose que vous ayez suivi au préalable les cours 1 et 2 : Introduction à l'électronique de puissance, et Circuits de convertisseurs.
Les dispositifs magnétiques font partie intégrante de chaque convertisseur de commutation. Souvent, la conception des dispositifs magnétiques ne peut être isolée de la conception du convertisseur. L'ingénieur en électronique de puissance doit non seulement modéliser et concevoir le convertisseur, mais aussi modéliser et concevoir les dispositifs magnétiques. La modélisation et la conception des dispositifs magnétiques pour les convertisseurs de commutation est le sujet de ce cours. Dans ce module, la théorie de base du magnétisme est passée en revue, y compris les circuits magnétiques, la modélisation des inducteurs et la modélisation des transformateurs. Cela fournit les outils techniques nécessaires dans le reste du cours pour comprendre le fonctionnement des dispositifs magnétiques, modéliser leurs pertes et concevoir des dispositifs magnétiques pour les convertisseurs de commutation.
Inclus
5 vidéos6 lectures1 devoir
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5 vidéos•Total 87 minutes
Une brève introduction au cours•3 minutes
10.1.1 Relations de base•27 minutes
Cours 10.1.2 : Circuits magnétiques•14 minutes
Lecture 10.2 : Modélisation des transformateurs•16 minutes
10.3 Mécanismes de perte dans les dispositifs magnétiques•26 minutes
6 lectures•Total 51 minutes
Mises à jour des cours et soutien à l'accessibilité•1 minute
Étudiants sans crédit : Bienvenue et où trouver de l'aide•10 minutes
Syllabus du cours•10 minutes
Problèmes d'étude sur le magnétisme de base•10 minutes
Tableaux de conception magnétique•10 minutes
Devoirs à domicile•10 minutes
1 devoir•Total 180 minutes
Devoir 1 : Les bases du magnétisme•180 minutes
Pertes de cuivre en CA
Module 2•4 heures à terminer
Détails du module
Les courants de Foucault provoquent également des pertes de puissance dans les conducteurs d'enroulement. Cela peut conduire à des pertes de cuivre nettement supérieures à la valeur prévue par la résistance de l'enroulement en courant continu. Les mécanismes spécifiques des courants de Foucault dans les conducteurs sont appelés "effet de peau" et "effet de proximité". Ces effets sont plus prononcés dans les conducteurs à courant élevé des enroulements multicouches, en particulier dans les convertisseurs à haute fréquence. Ce module explique ces mécanismes physiques et fournit des méthodes pratiques pour calculer ces pertes.
Inclus
7 vidéos2 lectures1 devoir
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7 vidéos•Total 89 minutes
10.4.1 Introduction aux effets de la peau et de la proximité•24 minutes
10.4.2 : Flux de fuite dans les enroulements•18 minutes
10.4.3 : Enroulements et couches de la feuille•8 minutes
10.4.4 Perte de puissance dans une couche•12 minutes
10.4.5 Exemple : Perte de puissance dans un enroulement de transformateur•4 minutes
10.4.6 Entrelacement des enroulements•15 minutes
10.4.7 Harmoniques de la forme d'onde PWM•9 minutes
2 lectures•Total 20 minutes
Problèmes d'étude•10 minutes
Devoir 2 : Pertes dans les enroulements en courant alternatif•10 minutes
1 devoir•Total 150 minutes
Devoir 2 : Pertes dans les enroulements en courant alternatif•150 minutes
Conception des inducteurs
Module 3•4 heures à terminer
Détails du module
L'objectif de ce chapitre est de concevoir des inductances pour les convertisseurs à découpage. Plus précisément, les éléments magnétiques tels que les inductances de filtrage sont conçus en utilisant la méthode de la constante géométrique (Kg). La densité de flux maximale Bmax est spécifiée à l'avance et l'élément est conçu pour atteindre une perte de cuivre donnée. Les inducteurs à enroulement unique et les éléments à enroulement multiple tels que les inducteurs couplés et les transformateurs flyback sont pris en compte.
Inclus
8 vidéos1 lecture1 devoir
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8 vidéos•Total 93 minutes
10.5 Plusieurs types de dispositifs magnétiques, leurs boucles B-H et la perte de noyau par rapport à la perte de cuivre•11 minutes
11.1 Contraintes de conception de l'inducteur de filtre•19 minutes
11.2 Une conception de premier passage•18 minutes
11.3.1 Attribution de la zone de la fenêtre•12 minutes
11.3.2 Contraintes de conception des inducteurs couplés•6 minutes
11.3.3 Procédure de conception de premier passage : Inducteur couplé•3 minutes
11.4.1 Exemple : Inducteur couplé pour un convertisseur en aval à deux sorties•13 minutes
11.4.2 Exemple : Transformateur Flyback CCM•11 minutes
1 lecture•Total 10 minutes
Devoir 3 : Conception d'un inducteur•10 minutes
1 devoir•Total 150 minutes
HW3 : Conception d'un inducteur•150 minutes
Conception du transformateur
Module 4•3 heures à terminer
Détails du module
Dans une grande partie des applications magnétiques, la densité de flux de fonctionnement est limitée par la perte de noyau plutôt que par la saturation. Par exemple, dans un transformateur haute fréquence conventionnel, il est généralement nécessaire de limiter la perte de noyau en fonctionnant à une valeur réduite de la densité de flux ac maximale. Par conséquent, la conception de dispositifs magnétiques à perte de noyau limitée est caractérisée par la recherche de la densité de flux alternatif qui minimise la perte totale du noyau et du cuivre. Ce module examine la conception de transformateurs et d'inductances alternatifs pour les convertisseurs de commutation, y compris la minimisation de la perte totale. Les exemples de conception incluent les transformateurs d'isolation d'un convertisseur à deux sorties en pont complet et d'un convertisseur Cuk isolé.
Inclus
5 vidéos1 lecture1 devoir
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5 vidéos•Total 45 minutes
12.1 Conception des transformateurs : Contraintes de base•10 minutes
12.2 Procédure de conception du transformateur de premier passage•5 minutes
12.3.1 Exemple : Convertisseur Cuk isolé à une sortie•13 minutes
12.3.2 Exemple 2 : Convertisseur Buck à pont complet à sorties multiples•14 minutes
12.4 Conception d'un inducteur en courant alternatif•3 minutes
1 lecture•Total 10 minutes
Devoir 4 : Conception d'un transformateur•10 minutes
1 devoir•Total 150 minutes
HW4 : Conception d'un transformateur•150 minutes
Préparer un diplôme
Ce site cours fait partie du (des) programme(s) diplômant(s) suivant(s) proposé(s) par University of Colorado Boulder. Si vous êtes admis et que vous vous inscrivez, les cours que vous avez suivis peuvent compter pour l'apprentissage de votre diplôme et vos progrès peuvent être transférés avec vous.¹
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Avis des étudiants
4.8
165 avis
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84,84 %
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3,03 %
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Affichage de 3 sur 165
S
SR
5·
Révisé le 2 mai 2021
this course is especially for power electronics designer
I
I
5·
Révisé le 17 avr. 2021
More explanations or examples would help since this subject is rich in content
G
GS
5·
Révisé le 27 sept. 2024
Great course, coming from Delft Structure Design Method and learning Middlebrook Design Oriented Analysis method was great.
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