Στόχοι Μαθήματος: Το μάθημα αυτό στοχεύει την προχωρημένη κατανόηση των συστημάτων ηλεκτρονικών ισχύος, καλύπτοντας διατάξεις ημιαγωγών ισχύος, τοπολογίες μετατροπέων, ανάλυση κυκλωμάτων και πρακτικές εφαρμογές. Με βάση προϋπάρχουσες γνώσεις στην ηλεκτρονική και τη θεωρία κυκλωμάτων, οι φοιτητές αναπτύσσουν ικανότητες ανάλυσης, σχεδιασμού και βελτιστοποίησης κυκλωμάτων ισχύος. Μέσω προβληματοκεντρικής μάθησης και προσομοιώσεων, οι φοιτητές εφαρμόζουν θεωρητικές έννοιες σε πρακτικά σενάρια, επιλύουν σύνθετα τεχνικά προβλήματα και επαληθεύουν τα σχέδια κυκλωμάτων. Το μάθημα παρέχει ένα ισχυρό υπόβαθρο για επαγγελματική σταδιοδρομία στη βιομηχανία και την έρευνα. Στόχοι: (1) Εισαγωγή στις θεμελιώδεις έννοιες και τεχνικές που χρησιμοποιούνται στα σύγχρονα ηλεκτρονικά ισχύος. (2) Κατανόηση της επιλογής και εφαρμογής των διατάξεων ισχύος σε πραγματικά συστήματα. (3) Εξοικείωση με βασικά κυκλώματα μετατροπής ενέργειας και τον ρόλο τους στην επεξεργασία ηλεκτρικής ισχύος. (4) Xρήση εργαλείων προσομοίωσης ως μέρος της διαδικασίας σχεδιασμού και ανάλυσης ηλεκτρονικών κυκλωμάτων ισχύος. (5) Αντιμετώπιση προκλήσεων στον σχεδιασμό αποδοτικών και αξιόπιστων μετατροπέων. (6) Επισκόπηση σύγχρονων τάσεων και τεχνολογιών στα ηλεκτρονικά ισχύος.
Μαθησιακά Αποτελέσματα: Με την ολοκλήρωση του μαθήματος, οι φοιτητές θα είναι σε θέση να: (1) Αξιολογούν ιδιότητες, λειτουργία και απόδοση διατάξεων ισχύος όπως δίοδοι, MOSFETs, IGBTs και διατάξεων ισχύος από υλικά ευρέος ενεργειακού χάσματος. (2) Σχεδιάζουν και βελτιστοποιούν κυκλώματα ηλεκτρονικών ισχύος με χρήση διακοπτών ημιαγωγών. (3) Αναλύουν τοπολογίες μετατροπής ισχύος (AC/DC, DC/DC, DC/AC, AC/AC, ενεργά φίλτρα) και την απόδοσή τους. (4) Ερμηνεύουν κυματομορφές και χαρακτηριστικά ρευμάτων για την ανάλυση της συμπεριφοράς κυκλωμάτων. (5) Χρησιμοποιούν εργαλεία προσομοίωσης (όπως SPICE) για σχεδίαση, επαλήθευση και βελτιστοποίηση κυκλωμάτων. (6) Επιλύουν σύνθετα προβλήματα που συνδυάζουν θεωρία και πρακτική υλοποίηση. (7) Σχεδιάζουν κυκλώματα για εφαρμογές σε ΑΠΕ (π.χ. φωτοβολταϊκά, ανεμογεννήτριες). (8) Εξετάζουν νέες τεχνολογίες και αρχιτεκτονικές στον τομέα των ηλεκτρονικών ισχύος.
Περιεχόμενο Μαθήματος: (1) Διακόπτες Ισχύος Ημιαγωγών (Υλικά και ιδιότητες, Χαρακτηριστικά και δείκτες απόδοσης, Ιδανικός διακόπτης και βασικές αρχές, Δίοδοι και ανορθωτές, MOSFETs, IGBTs, Υλικά ευρέος ενεργειακού χάσματος), (2) Τοπολογίες Αντιστροφέων και Λειτουργία (Οι πέντε βασικοί μετατροπείς (AC/DC, DC/DC, DC/AC, AC/AC, ενεργά φίλτρα), Παραγωγή και ανάλυση κυματομορφών και ρευμάτων), (3) Ανάλυση Κυκλωμάτων Ισχύος (Μοντελοποίηση, προσομοίωση και ανάλυση κυκλωμάτων με χρήση SPICE), (4) Εφαρμογές σε ΑΠΕ (Ενδεικτικές εφαρμογές σε φωτοβολταϊκά και ανεμογεννήτριες), (5) Νέες Τάσεις (Περιγραφή σύγχρονων τάσεων και συστημάτων στα ηλεκτρονικά ισχύος).