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Universität Erlangen-Nürnberg

Master of Science Informatik

Prof. Dr.

2024

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Leistungselektronik - Cheatsheet
Leistungselektronik - Cheatsheet Grundlagen der Energieumwandlung und Steuerung Definition: Die Grundlagen der Energieumwandlung und -steuerung umfassen die Prinzipien und Techniken, mit denen elektrische Energie in verschiedene Formen umgewandelt und kontrolliert wird. Details: Grundgleichungen: \(P = U \times I\) Transformatoren: Wandeln Spannung/Ströme durch elektromagnetische Induktion um Wech...

Leistungselektronik - Cheatsheet

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Leistungselektronik - Exam
Leistungselektronik - Exam Aufgabe 1) Kontext: In diesem Szenario betreibst Du ein kleines Solarkraftwerk, das Gleichstrom (DC) erzeugt. Du musst sicherstellen, dass diese Energie sowohl für den Haushalt nutzbar gemacht wird (Wechselstrom, AC) als auch in Batterien gespeichert werden kann. Bei der Energieverteilung und -umwandlung kommen verschiedene Konzepte und Techniken zum Einsatz, die Du in d...

Leistungselektronik - Exam

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Was besagt die Grundgleichung der Leistung in der Energieumwandlung und -steuerung?

Welche Komponente wird verwendet, um Gleichstrom in Wechselstrom umzuwandeln?

Welche Technik wird häufig zur Steuerung der Leistungselektronik verwendet?

Was ist die Hauptfunktion der H-Brücke in der Leistungselektronik?

Welche Komponenten sind typisch für einen Buck-Wandler?

Wie lautet die Formel für die Ausgangsspannung eines Boost-Wandlers?

Was versteht man unter einem MOSFET?

Was ist ein typischer Anwendungsbereich für IGBTs?

Durch welche Spannung wird der Arbeitspunkt eines MOSFETs bestimmt?

Welche beiden Hauptmethoden gibt es zur Wärmeübertragung in leistungselektronischen Bauteilen?

Was beschreibt das Joule-Gesetz in der Elektrotechnik?

Wofür wird Wärmeleitpaste verwendet?

Was ist eine Regelungsstrategie in der Leistungselektronik?

Welche Rolle spielt die Pulsweitenmodulation (PWM) in der Leistungselektronik?

Was ist ein Closed-Loop-System in der Leistungselektronik?

Was gibt die Schaltzeit einer Diode an?

Was ist die Reverse-Recovery-Time (\(t_rr\)) einer Diode?

Was beschreibt die Vorwärtsspannung (\(V_F\)) einer Diode?

Welche Materialien sind Beispiele für Wide-Bandgap-Halbleiter?

Was sind Vorteile von Wide-Bandgap-Halbleitern hinsichtlich der Schaltgeschwindigkeit?

Welche Eigenschaft verbessert die thermische Leistung von Wide-Bandgap-Halbleitern?

Was beschreibt die thermische Modellierung in der Leistungselektronik?

Welche Tools können zur Simulation von thermischen Modellen verwendet werden?

Welche Gleichung beschreibt die Verlustleistung in einem thermischen Modell?

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Diese Konzepte musst du verstehen, um Leistungselektronik an der Universität Erlangen-Nürnberg zu meistern:

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Grundlagen der Leistungselektronik

Diese Einheit deckt die grundlegenden Konzepte und Prinzipien der Leistungselektronik ab, einschließlich der Umwandlung und Steuerung elektrischer Energie.

  • Grundlagen der Energieumwandlung
  • Prinzipien der Strom- und Spannungssteuerung
  • Wirkungsgrad und Verluste
  • Basisbauteile der Leistungselektronik
  • Einführung in Leistungselektroniksysteme
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Schaltkreise und Topologien

Hier werden verschiedene Schaltkreise und deren Topologien in der Leistungselektronik eingeführt und analysiert.

  • Bauarten von Schaltkreisen
  • H-Brücken-Topologie
  • Buck- und Boost-Wandler
  • Resonanzwandler
  • Mehrphasenschaltungen
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Halbleiterbauelemente in der Leistungselektronik

Dieser Abschnitt behandelt die Eigenschaften und Anwendung von Halbleiterbauelementen in der Leistungselektronik.

  • MOSFETs und IGBTs
  • Dioden und deren Schaltverhalten
  • Thyristoren und ihre Anwendungen
  • Leistungskennwerte von Halbleitern
  • Fortschritte in Wide-Bandgap-Halbleitern
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Thermisches Management

Dieser Teil der Vorlesung beschäftigt sich mit den Herausforderungen und Lösungen des Wärmemanagements in leistungselektronischen Systemen.

  • Wärmeableitungstechniken
  • Kühlmethoden für Leistungshalbleiter
  • Thermische Modellierung und Simulation
  • Materialien für Wärmeableitung
  • Optimierung der thermischen Effizienz
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Regelungen und Steuerungen

Dieser Bereich umfasst die Methoden zur Regelung und Steuerung in leistungselektronischen Systemen.

  • Regelungsstrategien
  • Steuerung von Wechselrichtern
  • Digitale vs. analoge Steuerungen
  • Algorithmen zur Leistungsregelung
  • Anwendung von Regelungstheorien
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Alles Wichtige zu diesem Kurs an der Universität Erlangen-Nürnberg

Leistungselektronik an Universität Erlangen-Nürnberg - Überblick

Die Vorlesung 'Leistungselektronik' an der Universität Erlangen-Nürnberg bietet Dir eine umfassende Einführung in ein zentrales Gebiet der Informatik. Diese Vorlesung, die im Wintersemester stattfindet, ist Teil des Studiengangs Informatik. Sie umfasst 4 Semesterwochenstunden (SWS) und kombiniert theoretische Grundlagen mit praktischen Anwendungen. Am Ende des Semesters wird Dein Wissen in einer schriftlichen Klausur geprüft. Der Kurs deckt wichtige Themen ab wie die Grundlagen der Leistungselektronik, Schaltkreise und Topologien, Halbleiterbauelemente in der Leistungselektronik, Thermisches Management, Regelungen und Steuerungen, Anwendungen der Leistungselektronik.

Wichtige Informationen zur Kursorganisation

Kursleiter: Prof. Dr.

Modulstruktur: Die Vorlesung umfasst 4 SWS (Semesterwochenstunden) und beinhaltet sowohl theoretische als auch praktische Komponenten.

Studienleistungen: Die Prüfung besteht aus einer schriftlichen Klausur am Ende des Semesters.

Angebotstermine: Die Vorlesung wird im Wintersemester angeboten.

Curriculum-Highlights: Grundlagen der Leistungselektronik, Schaltkreise und Topologien, Halbleiterbauelemente in der Leistungselektronik, Thermisches Management, Regelungen und Steuerungen, Anwendungen der Leistungselektronik

So bereitest Du Dich optimal auf die Prüfung vor

Beginne frühzeitig mit dem Lernen, idealerweise schon zu Beginn des Semesters, um Dir die nötige theoretische Basis anzueignen.

Nutze verschiedene Ressourcen, wie Bücher, Übungsaufgaben, Karteikarten und Probeklausuren, um dein Wissen zu vertiefen.

Schließe Dich Lerngruppen an und tausche Dich mit anderen Studierenden aus, um gemeinsam Lösungsstrategien zu entwickeln.

Vergiss nicht, regelmäßige Pausen einzulegen und in diesen Zeiten komplett abzuschalten, um eine Überbelastung zu vermeiden.

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