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Hauptfach Elektrotechnik und Informationstechnik (BPT-MA-E)
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Berufs- und Wirtschaftspädagogische Didaktik I - Präsenzblöcke Uni -
- Lecturer:
- Karl Wilbers
- Details:
- Vorlesung, Einteilung zu den Präsenzblöcken nach vorheriger Anmeldung. Ankündigung der Anmeldung erfolgt per Mail
- Dates:
- single appointment on 18.11.2021, 8:00 - 11:15, 11:30 - 14:45, room tbd
single appointment on 19.11.2021, 8:00 - 11:15, 11:30 - 14:45, room tbd
single appointment on 16.12.2021, 8:00 - 9:30, LG 0.224 (98 Plätze)
single appointment on 16.12.2021, 9:45 - 11:15, 11:30 - 13:00, 13:15 - 14:45, room tbd
single appointment on 17.12.2021, 8:00 - 11:15, LG H3 GfK-Hörsaal (155 Plätze)
single appointment on 17.12.2021, 11:30 - 14:45, room tbd
single appointment on 3.2.2022, 8:00 - 9:30, LG 0.224 (98 Plätze)
single appointment on 3.2.2022, 11:30 - 14:45, LG 0.144 (44 Plätze)
single appointment on 3.2.2022, 9:45 - 11:15, room tbd
single appointment on 4.2.2022, 8:00 - 11:15, LG H3 GfK-Hörsaal (155 Plätze)
single appointment on 4.2.2022, 11:30 - 14:45, room tbd
Raum 4.156, wenn in dem entsprechenden Zeitslot kein anderer Raum angegeben ist
- Fields of study:
- PF BPT-MA-E 1-3
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Laboratory: Digital ASIC-Design [PrASIC-B] -
- Lecturer:
- Jürgen Frickel
- Details:
- Praktikum, 3 cred.h, certificate, ECTS: 2,5, nur Fachstudium, Das Praktikum findet in Präsenz statt. • Bitte Voraussetzungen beachten! •
- Dates:
- block seminar 7.3.2022-11.3.2022 Mon, Tue, Wed, Thu, Fri, 9:00 - 17:00, P1 LIKE, S1 LIKE
Präsenz
Preliminary meeting: Friday, 25.2.2022, 14:00 - 15:00 Uhr, Zoom-Meeting
- Fields of study:
- WPF BPT-MA-E ab 1
- Prerequisites / Organisational information:
- Voraussetzungen (WICHTIG, bitte lesen!):
Digitaltechnik (oder ähnliche LV, z.B. TI-1)
Vorheriger Besuch der LV "Hardware-Beschreibungssprache VHDL" am LIKE oder alternativ: Nachgewiesene gute Kenntnisse bzw. praktische Erfahrungen in VHDL z.B. aus beruflicher Tätigkeit/anderer LV (bereits bei Anmeldung unaufgefordert eine E-Mail mit kurzer Darstellung der VHDL-Kenntnisse an juergen.frickel@fau.de senden)
- Contents:
- In diesem Praktikum wird in Gruppenarbeit eine komplexe digitale Schaltung (>100k Gatteräquivalente) entworfen.
Hierzu müssen die Teilnehmer zu Beginn eine vorgegebene Systemspezifikation verbessern und verfeinern, das zu entwerfende System partitionieren und auf Module aufteilen.
Die in der Hardware-Beschreibungssprache VHDL entworfenen Module können dann mit Hilfe von Entwurfswerkzeugen (XILINX Vivado, o.ä.) spezifiziert, simuliert, verifiziert und abschließend für die Ziel-Hardware synthetisiert werden. Hierbei ist außer der Schnittstellenproblematik auch der Aspekt des simulations- und testfreundlichen Entwurfs zu beachten. Mit einer vorhandenen FPGA-Testumgebung (Evaluation/Education Board) wird der Funktions- und Systemtest auf realer Hardware durchgeführt.
Nach der Zusammenschaltung aller Module erfolgt eine abschließende Simulation und Bewertung (Größe, Geschwindigkeit, Funktionsumfang, etc.) der Schaltung. Aktuelles Entwurfsziel: VGA-Schnittstelle + graphisches Spiel (z.B. Fahrsimulator, Jump-and-Run, etc.) StudOn [https://www.studon.fau.de/crs3683449.html]
- Recommended literature:
- Lehmann G.; Wunder B.; Selz M.: Schaltungsdesign mit VHDL.
Poing Franzis 1994
Bleck Andreas: Praktikum des modernen VLSI-Entwurfs. Stuttgart
Teubner 1996
- Keywords:
- Digital IC Entwurf ASIC CMOS Standardzellen VHDL Synthese Modellierung Systementwurf Partitionierung Simulation Layout
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Angewandte EMV [AngEMV] -
- Lecturer:
- Daniel Kübrich
- Details:
- Vorlesung, 2 cred.h, ECTS: 2,5, nur Fachstudium
- Dates:
- Thu, 8:15 - 9:45, 02.019
- Fields of study:
- WPF BPT-MA-E 1-3
- Prerequisites / Organisational information:
- Modul EMV, Modul EMV-Messtechnik wäre hilfreich
Diese LV findet in Präsenz statt, im Rahmen der jeweils aktuellen infektionsschutzrechtlichen Vorgaben und dem Rahmenhygienekonzept (https://www.fau.de/corona/studium/#winter21)
- Contents:
- In der Vorlesung werden die Lerninhalte der Vorlesungen Elektromagnetische Verträglichkeit und EMV-Messtechnik mit Hilfe von Fallstudien vertieft. Zu diesem Zweck werden verschiedene handelsübliche Geräte unter EMV-Gesichtspunkten analysiert. Die erzeugten Emissionen werden messtechnisch erfasst, mit vorgeschriebenen Grenzwerten verglichen und die durchgeführten Entstörmaßnahmen werden im Hinblick auf ihren Aufwand und ihre Wirksamkeit diskutiert.
Die Studierenden
vertiefen ihr Verständnis für die Entstehung der EMV-Probleme
lernen in der Praxis umgesetzte Entstörmaßnahmen kennen
lernen den Umgang mit den EMV-Normen
gewinnen praktische Erfahrung mit der EMV-Messtechnik
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Ausgewählte Kapitel der Schaltnetzteiltechnologie [AK SNT] -
- Lecturer:
- Thomas Dürbaum
- Details:
- Vorlesung, 2 cred.h, ECTS: 5, nur Fachstudium, Vorlesung und Übung finden gleichzeitig statt. Die erste Übung entfällt, stattdessen ist Vorlesung.
- Dates:
- Tue, 12:15 - 19:00, 02.019
Vorlesung und Übung MÜSSEN als Block geplant werden.
- Fields of study:
- WPF BPT-MA-E 1-3
- Prerequisites / Organisational information:
- bestandene Module Leistungselektronik und Schaltnetzteile
Diese LV findet in Präsenz statt, im Rahmen der jeweils aktuellen infektionsschutzrechtlichen Vorgaben und dem Rahmenhygienekonzept (https://www.fau.de/corona/studium/#winter21)
- Contents:
- In dieser Vorlesung werden die weiterführenden Konzepte der Schaltnetzteiltechnologie behandelt. Nach einer kurzen Wiederholung der Schaltverluste werden folgende Methoden zur Reduktion derselben beispielhaft erörtert:
Nicht dissipative Entlastungsnetzwerke
Schalterresonante Konverter (QRC-ZCS, QRC-ZVS)
Lastresonante Konverter (FHA, eFHA, SPA)
Vollbrücke mit Regelung mittels Phasenverschiebung
Konverter mit aktiver Klemmschaltung
PWM-Konverter mit resonanten Schaltübergängen
Die Übung vertieft die in der Vorlesung erarbeiteten Methoden an zusätzlichen Beispielen und demonstriert diese an praktischen Aufbauten. Lernziele:
Kenntnis der Methoden zur Schaltverlustleistungsreduktion
Fähigkeit, die Funktionsweise nicht dissipativer Entlastungsnetzwerke zu erarbeiten und diese zu dimensionieren
Kenntnis über resonante Topologien sowohl über die Familie der
Schalter- als auch der Lastresonanten Schaltungen
Fähigkeit zur Dimensionierung Schalterresonanter Konverter
Methodenkompetenz im Bereich Lastresonanter Konverter auf Basis verschiedener Designmethoden (FHA, eFHA, SPA)
Fähigkeit, weit verbreitete Konzepte zur Modifikation PWM-
geregelter Konverter zu verstehen und anzuwenden
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Equipment and components of electrical energy systems [BKE] -
- Lecturer:
- Matthias Luther
- Details:
- Vorlesung, 2 cred.h, ECTS: 5, nur Fachstudium, Anmeldung StudOn, Passwort zum Beitritt in erster Vorlesung
- Dates:
- Mon, 14:15 - 15:45, EE 0.135
Ab 22.11.2021 wechseln wir von unseren Präsenz-Lehrveranstaltungen in die Online-Lehre. Den Zugang zur Online-Veranstaltung finden Sie auf StudOn (Link siehe unten).
- Fields of study:
- WPF BPT-MA-E 1-3
- Prerequisites / Organisational information:
- Vorlesung 'Grundlagen der elektrischen Energieversorgung'
- Contents:
- Die Vorlesung beschäftigt sich mit den Betriebsmitteln und Komponenten elektrischer Energiesysteme.
Als Einleitung bekommen die Studierenden einen Überblick über die Struktur und den Aufbau der elektrischen Energieversorgung. Anschließend werden die notwendigen Berechnungsgrundlagen für die Modellierung der Komponenten erläutert.
Im Hauptteil werden die einzelnen Betriebsmittel der elektrischen Energieversorgung vorgestellt und auf die mathematische Modellierung ihres Verhaltens eingegangen.
Des Weiteren wird auf die Kriterien zur Dimensionierung von kompletten Anlagen, Komponenten und einzelnen Betriebsmitteln eingegangen.
Abschließend werden die aktuellen Entwicklungen in der Leistungselektronik und Speichertechnik vorgestellt und erläutert.
- Recommended literature:
- Herold: Elektrische Energieversorgung II. Parameter elektrischer Stromkreise - Freileitungen und Kabel – Transformatoren, J. Schlembach Fachverlag, 2. Auflage, 2008 und 2010.
Oeding, Oswald: Elektrische Kraftwerke und Netze Springer-Verlag, 8. Auflage, 2016.
Schwab, A.: Elektroenergiesysteme, Erzeugung, Transport, Übertragung und Verteilung elektrischer Energie Springer-Verlag, 2.Auflage 2009.
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Convex Optimization in Communications and Signal Processing [ConvOpt] -
- Lecturer:
- Wolfgang Gerstacker
- Details:
- Vorlesung, 3 cred.h, ECTS: 5
- Dates:
- Mon, 14:15 - 15:45, 01.021
Fri, 12:15 - 13:45, 01.021
This course will start as an Online course (live Zoom session during time slots indicated before and recordings). Please see StudOn page of course for details.
- Fields of study:
- WPF BPT-MA-E 1-3
- Prerequisites / Organisational information:
- Signals and Systems, Communications
- Contents:
- Convex optimization problems are a special class of mathematical problems which arise in a variety of practical applications. In this course we focus on the theory of convex optimization, corresponding algorithms, and applications in communications and signal processing (e.g. statistical estimation, allocation of resources in communications networks, and filter design). Special attention is paid to recognizing and formulating convex optimization problems and their efficient solution.
The course is based on the textbook "Convex Optimization" by Boyd and Vandenberghe and includes a tutorial in which many examples and exercises are discussed.
- Recommended literature:
- Boyd, Steven ; Vandenberghe, Lieven: Convex Optimization. Cambridge, UK : Cambridge University Press, 2004
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Elektrische Antriebstechnik II [EAM-EAT-II-V] -
- Lecturer:
- Ingo Hahn
- Details:
- Vorlesung, 3 cred.h, graded certificate, credit: 4/4, ECTS: 5, nur Fachstudium
- Dates:
- Wed, 16:15 - 17:45, 02.224 Cauerstr.9
In Präsenz – Weitere Informationen finden Sie im StudOn-Kurs: https://www.studon.fau.de/crs3259019.html
- Fields of study:
- WPF BPT-MA-E 1-3
- Prerequisites / Organisational information:
- Grundlagen der Elektrischen Antriebstechnik
Basics of Electrical Drives
- Contents:
- Elektrische Antriebstechnik II
Regelung drehzahlveränderbarer Antriebe (Übersicht)
Regelung der Gleichstrommaschine
U/f-Steuerung von Drehstromantrieben
Regelung von Drehstromantrieben: Feldorientierte Regelung mit Geber:
Asynchronmaschine, Permanenterregte Synchronmaschine mit Sinusstrom, Elektrisch erregte Synchronmaschine; Direktumrichter; Permanenterregte Synchronmaschine mit Blockstrom
Vergleich der Eigenschaften von Antrieben mit Pulsumrichter und Asynchronmaschine und elektr./perm. erregter Synchronmaschine, lagegeberlose Regelung, Digitale Feldbusse: Einleitung, Grundlegende Eigenschaften, Beispiele Electrical Drives (Part II)
Control of speed-adjustable drives (overview)
Closed-loop control for DC-drives
V/f-control for three-phase AC-drives
Closed-loop control for three-phase AC-drives: field-orientated closed-loop control with sensor: Asynchronous machine, Permanent-magnet synchronous machine with sinusoidal current, Synchronous machine with electrical excitation;
Permanent-magnet synchronous machine with square wave current
Comparison of inverter-fed drives with asynchronous machine, synchronous machine with electrical and permanent magnet excitation, sensorless control, Digital field busses: Introduction, Basic features, Examples Lernziel
Kenntnisse und Verständnis in der Regelung von Gleichstromantrieben, des Prinzips der feldorientierten Regelung mit Geber für Drehstromantriebe mit Beispielen und weiterer Regelungen für Drehstrommaschinen, Grundkenntnisse im Bereich der digitalen Feldbusse Knowledge and understanding about the closed-loop control of DC-drives, the principle of the field-orientated closed-loop control for three-phase AC drives with examples and additional closed-loop controls for three-phase AC drives, basic knowledge about digital field busses
- Recommended literature:
- Skript
script accompanying the lecture
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Elektrische Energieversorgung mit erneuerbaren Energiequellen [EEE] -
- Lecturers:
- Johann Jäger, Matthias Luther
- Details:
- Vorlesung, 3 cred.h, ECTS: 5, nur Fachstudium, Anmeldung in StudOn
- Dates:
- Thu, 8:15 - 11:45, EE 0.135
Reine Online-Vorlesung, Terminplan (auch zu Semesterbeginn): https://www.ees.tf.fau.de/files/2021/10/vorlesungsplan_eee_ws2021-22.pdf
- Fields of study:
- WPF BPT-MA-E 1-3
- Prerequisites / Organisational information:
- GEEV, BKE, BVE, PEEV, SLT, RES
- Contents:
- Diese Vorlesung behandelt die gesamte Energiekette von Energieumwandlung bis Energienutzung. Dazu wird Grundlagenwissen wiederholt und das physikalisches Verständnis vertieft. Das Wissen wird auf die Randbedingungen der Regenerativen Energieanlagen (REA) angewandt und Kompetenzen auf dem Gebiet der „Nutzbarmachung von REA" sowie der wichtigsten Themen einer zukünftigen elektrischen Energieversorgung vermittelt. Die Vorlesung ist als Ringvorlesung mit Dozenten aus Wissenschaft und Industrie aufgebaut und soll auf die Umsetzung des Wissens in der Berufspraxis vorbereiten.
Es werden folgende Themenblöcke behandelt:
1.Erneuerbare Energiequellen
2.Netzplanung
3.Netzanschluss
4.Smart Transmission System
5.Smart Distribution System
6.Energiespeicher
7.Netzsicherheit
- Recommended literature:
- Es wird ein Skript zur Verfügung gestellt.
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Small electrical machines [EAM-EKM-V] -
- Lecturer:
- Ingo Hahn
- Details:
- Vorlesung, 2 cred.h, graded certificate, credit: 4/4, ECTS: 5, nur Fachstudium
- Dates:
- Wed, 14:15 - 15:45, 02.224 Cauerstr.9
In Präsenz – Weitere Informationen finden Sie im StudOn-Kurs: https://www.studon.fau.de/crs3259018.html
- Fields of study:
- WPF BPT-MA-E 1-3
- Prerequisites / Organisational information:
- Vorlesung: Elektrische Antriebstechnik I
Übung: Elektrische Antriebstechnik I
- Contents:
- Grundlagen: Definitionen, Kraft-/Drehmomenterzeugung, elektromechanische
Energiewandlung
Aufbau, Wirkungsweise und Betriebsverhalten von: Universalmotor,
Glockenankermotor, PM-Synchronmaschine,
Spaltpolmotor, Kondensatormotor, geschaltete Reluktanzmaschine,
Schrittmotoren, Klauenpolmotor.
Basics: Definitions, force and torque production, electromagnetic energy
conversion
Construction, mode of operation and operating behaviour of: universal
motor,
bell-type armature motor, PM-synchronous machine,
split pole motor, condenser motor, switched reluctance machine, stepping
motors, claw pole motor Ziel
Die Studierenden erhalten einen Überblick über Elektrische
Kleinmaschinen,
deren Aufbau, Wirkungsweise und Betriebsverhalten sowie
Anwendungsgebiete. The students will get an overview about small electrical machines, their
construction, mode of operation, operating behaviour and
applications.
- Recommended literature:
- Vorlesungsskript
Script accompanying the lecture
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Electric machines I [EAM-EM I-V] -
- Lecturer:
- Ingo Hahn
- Details:
- Vorlesung, 2 cred.h, graded certificate, credit: 4/4, ECTS: 5, nur Fachstudium
- Dates:
- Mon, 16:15 - 17:45, 02.224 Cauerstr.9
In Präsenz – Weitere Informationen finden Sie im StudOn-Kurs: https://www.studon.fau.de/crs3259009.html
- Fields of study:
- WPF BPT-MA-E 1-3
- Contents:
- Elektrische Maschinen I
Einleitung
Gleichstrommotoren: Aufbau und Wirkungsweise, Spannung, Drehmoment und Leistung, Kommutierung und Wendepole, Ankerrückwirkung und Kompensationswicklung, Permanenterregte Gleichstrommaschine Schaltungen und BetriebsverhaltenDrehstrommotoren: Allgemeines zu Drehfeldmaschinen, Drehfeldtheorie,
Asynchronmaschine mit Schleifring- und Käfigläufer, Elektrisch erregte Synchronmaschine, Permanenterregte Synchronmaschine Electric machines I
Introduction DC-motors: Construction and operating principle, Voltage, torque and power,
Commutation and commutating poles, Armature reaction and compensation winding, Permanent-field DC-machine, Circuits and operational behaviour
Three-phase motors: General aspects to three-phase machines, Rotating field theory, Induction machine with slip ring rotor and squirrel cage rotor, Electrical excited synchronous machine, Permanent-field synchronous machine Lernziel
Die Kenntnisse und das Verständnis aus der Vorlesung „Grundlagen der elektrischen Antriebstechnik" sollen vertieft und erweitert werden im Bereich der Motoren. Bei den DC-Motoren steht die Erweiterung der Theorie auf dem Gebiet der Kommutierung und der Ankerrückwirkung im Vordergrund; bei den Drehstrommotoren der Einfluss der Oberfelder und -wellen auf das Betriebsverhalten. Knowledge and understanding from the lecture "basics of electrical drives” should be deepened and improved in the region of motors. The improvement of the theory in the field of commutation and armature reaction is in the foreground for the DC-machines; for the three-phase motors the influence of the harmonics on the operational behaviour.
- Recommended literature:
- Skript
Script accompanying the lecture
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Design of Integrated Circuits I [EIS I] -
- Lecturer:
- Sebastian M. Sattler
- Details:
- Vorlesung, 2 cred.h, credit: 4/4, ECTS: 5, nur Fachstudium
- Dates:
- Thu, 12:15 - 13:45, SR 01.030
Röthelheim-Campus, Paul-Gordan-Str. 5, LZS
- Fields of study:
- WPF BPT-MA-E ab 1
- Prerequisites / Organisational information:
- Erlaubte Hilfsmittel bei Prüfungen:
- Contents:
- Die Vorlesung führt in die Grundlagen des integrierten digitalen Schaltungsentwurfes auf Basis von CMOS ein. Ausgehend vom MOS Transistor wird die Complementäre Logik erklärt und auf gängige statische und dynamische Schaltelemente und Ihre Erweiterungen auf hochintegrierte Schaltungen bis 0.13µm eingegangen.
Digitaler IC Entwurf für Deep Submicron
MOS Transistor
Herstellung, Layout und Simulation
MOS Inverterschaltung
Statische CMOS Gatter-Schaltungen
Entwurf von Logik mit hoher Schaltrate
Transfer-Gatter und dynamische Logik
Entwurf von Speichern
Zusätzliche Themen des Speicherentwurfs
- Recommended literature:
- Literatur: D. A. Hodges, H. G. Jackson, R. A. Saleh, Analysis and Design of Digital Integrated Circuits, McGraw-Hill, 3rd Ed 2004
- Keywords:
- Entwurf, Mikroelektronik, integrierte Schaltung, IC, Transistor, CMOS, Layout, Simulation, Speicher, Leitung, Entwurfsautomatisierung
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Equalization and adaptive systems for digital communications [E AS DÜ] -
- Lecturer:
- Wolfgang Gerstacker
- Details:
- Vorlesung, 2 cred.h, graded certificate, ECTS: 2,5
- Dates:
- Thu, 12:15 - 13:45, 05.025
This lecture will start as an Online course (live Zoom session during time slot indicated before and recordings). Please see StudOn page of course for details.
- Fields of study:
- WPF BPT-MA-E 1-3
- Prerequisites / Organisational information:
- Die Vorlesung wendet sich vor allem an Studenten der höheren Semester. Kenntnisse der Vorlesungen Systemtheorie und Digitale Signalverarbeitung, sowie entweder der Vorlesung
Nachrichtenübertragung oder Digitale Übertragung, sind für die Teilnahme hilfreich.
- Contents:
- Bei der digitalen Übertragung spielen Kanalverzerrungen aufgrund ständig steigender Datenraten eine immer grössere Rolle. Bei vielen Anwendungen müssen für eine zuverlässige Übertragung
komplexe Entzerrverfahren eingesetzt werden. Dies gilt sowohl für die leitungsgebundene als auch die drahtlose Kommunikation. Z.B. werden in der xDSL-Systemfamilie (Digital Subscriber Lines),
die eine schnelle digitale Übertragung über Ortsanschlussleitungen gewährleistet, oft entscheidungsrückgekoppelte Entzerrverfahren oder Vorcodierungsverfahren eingesetzt und beim
Mobilfunkstandard GSM und seiner Weiterentwicklung EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution) Maximum-Likelihood-Sequenzschätzung bzw. zustandsreduzierte Entzerrung. Eng im
Zusammenhang mit der eigentlichen Entzerrung stehen Adaptionsverfahren, mit denen die Parameter des Entzerrers optimal an den Übertragungskanal angepasst werden können.
Lernziel:
Ziel der Vorlesung ist eine umfassende Darstellung gebräuchlicher Entzerrungs- und Adaptionsverfahren. Den Teilnehmern sollen fundierte Kenntnisse der verschiedenen Verfahren vermittelt
werden, die sie zu deren sinnvollem Einsatz in der Praxis befähigen.
- Recommended literature:
- Gerstacker, W.: Skriptum zur Vorlesung Entzerrung und adaptive Systeme in der digitalen Übertragung.
Huber, J.: Trelliscodierung, Springer Verlag, Berlin, 1992.
Benedetto, S., Biglieri, E.: Principles of Digital Transmission with Wireless Applications, Kluwer Academic Publishers, New York, 1999.Proakis, J. G.: Digital Communications. McGraw-Hill, New York, 3. ed., 1995.
Haykin, S.: Adaptive Filter Theory, Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ, 3. ed., 1996.
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Global Navigation Satellite Systems [GNSS-V] -
- Lecturer:
- Jörn Thielecke
- Details:
- Vorlesung, 3 cred.h, graded certificate, ECTS: 5, nur Fachstudium
- Dates:
- Tue, 16:15 - 17:45, H16
Wed, 14:15 - 15:45, H16
- Fields of study:
- WPF BPT-MA-E 1-3
- Prerequisites / Organisational information:
- Keine formalen Voraussetzungen, grundlegende Kenntnisse erforderlich in: linearer Algebra, Signal- & Systemtheorie, Wahrscheinlichkeitstheorie.
- Contents:
- Lernziele und Kompetenzen:
1. Eine Übersicht über die Möglichkeiten von GPS und Galileo soll Ihre Beurteilungsfähigkeit für neue Anwendungen schärfen.
2. Durch vertiefte Kenntnisse der Grundlagen, Funktionsweise und Fehlerquellen sollen Sie die gelösten Herausforderungen und die Grenzen von GPS und Galileo einschätzen lernen.
3.Sie sollen ein nachrichtentechnisches Verständnis für die Funktionsweise eines GPS-Empfängers erlangen. Hinweis:
1. Mehrere Übungsstunden werden rechnergestützt (Python) sein, um den Vorlesungsstoff durch eigene praktische Erfahrung zu vertiefen.
2. Eine Laborbesichtigung beim Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS soll Ihnen Einblick in die einschlägigen Arbeiten zu GPS und Galileo geben. Inhalte: 1. Überblick: Signale und Systeme
Einführung
GPS – Global Positioning System
Galileo
Satellitenergänzungssysteme: EGNOS, WAAS, LAAS
Mathematische Grundlagen: Navigationssignale, Gold Codes, Cramer-Rao-Schranke für Laufzeitmessungen
2. Grundlagen und Funktiosweise der Satellitenortung
Koordinatensysteme, Zeitsysteme und Orbits
Ausbreitungsbedingungen und Fehlerquellen
Positions-, Geschwindigkeits- und Zeitschätzung
Hochgenaue Positionsschätzung mittels Trägerphase
3. GNSS Empfänger
- Recommended literature:
- 1. Pratap Misra, Per Enge, „Global Positioning System", Ganga-Jamuna Press, 2001
2. E.D. Kaplan, C.J. Hegarty, „Understanding GPS – Principles and Applications"Artech House, 2. Auflage, 2006
3. Werner Mansfeld, "Satellitenortung und Navigation”, Vieweg, 2004
- Keywords:
- Satelliten, Ortsbestimmung, Satellitengestützte Ortsbestimmung
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Grundlagen der Elektrischen Antriebstechnik [EAM_GEA-V] -
- Lecturer:
- Ingo Hahn
- Details:
- Vorlesung, 2 cred.h, graded certificate, ECTS: 3,5, für Anfänger geeignet
- Dates:
- Thu, 14:15 - 15:45, H9
In Präsenz! Weitere Informationen finden Sie im StudOn-Kurs: https://www.studon.fau.de/crs3259016.html
- Fields of study:
- WPF BPT-MA-E 1-3
- Prerequisites / Organisational information:
- Die bestandene Prüfung im Fach "Grundlagen der Elektrotechnik I und II" ist Voraussetzung für die Teilnahme am Praktikum "Grundlagen der Elektrischen Antriebstechnik". Siehe Hinweis auf den Anschlagbrettern des Lehrstuhls und auf der Homepage.
Teile oder die ganze Prüfung werden im Antwort-Wahl-Verfahren (Multiple Choice) durchgeführt
- Contents:
- Grundlagen der Elektrischen Antriebstechnik
Einleitung; Grundlagen: Leistung und Wirkungsgrad, Physikalische Grundgesetze, InduktivitätenGleichstromantriebe: Gleichstrommotor, Konventionelle Drehzahlstellung Drehstromantriebe: Grundlagen und Drehfeld, Synchronmaschine, Asynchronmaschine, Konventionelle Drehzahlstellung Fundamentals of Electrical Drives Technology
Introduction; Basics: Power and efficiency, Physical basics, Inductances
DC-Drives: DC-motor, Traditional setting of speed Three-phase AC drives: Basics and rotating field, Synchronous machine,
Induction machine, Traditional setting of speed Lernziel
Kenntnisse und Verständnis der grundsätzlichen Funktionsweise elektrischer Maschinen, deren stationären Betrieb und die konventionelle (verlustbehaftete) und elektronische Drehzahlstellung Knowledge and understanding of the basic operating principles of electrical machines, their steady-state operation and traditional setting of speed
- Recommended literature:
- Skript zur Vorlesung
Script accompanying the lecture
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Power Converters in Electrical Power Systems [HSTR] -
- Lecturer:
- Gert Mehlmann
- Details:
- Vorlesung, 2 cred.h, ECTS: 5, nur Fachstudium, Vorlesung findet online statt. Videoaufzeichnungen und E-Learning wird zusätzlich bereitgestellt.
- Dates:
- Thu, 14:15 - 15:45, EE 0.135
Ab 22.11.2021 wechseln wir von unseren Präsenz-Lehrveranstaltungen in die Online-Lehre. Den Zugang zur Online-Veranstaltung finden Sie auf StudOn (Link siehe unten).
- Fields of study:
- WPF BPT-MA-E 1-3
- Prerequisites / Organisational information:
- Grundlagen der elektrischen Energieversorgung
Material zur Vorlesung:
Zur Vertiefung der Vorlesungsinhalte wird ein umfangreiches E-Learning Angebot zur Verfügung gestellt.
- Contents:
- Hochleistungsstromrichter sind wichtige Betriebsmittel zur Integration Erneuerbarer Energien in unsere Stromnetze. Beispielsweise erfolgt der Netzanschluss großer Offshore Windparks durch Hochleistungsstromrichter. Darüber hinaus können Sie zur Bereitstellung von Blindleistung eingesetzt werden, Netze verschiedener Frequenz koppeln (z.B. Japan), Lastflüsse steuern und mittels Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) Leistungen über weite Entfernungen transportieren.
Schwerpunkt der Vorlesung ist die Behandlung wesentlicher netz- und selbstgeführter Topologien und die Auswertung des stationären Betriebsverhaltens. Es werden detailliert Aspekte der Modellierung und mathematischen Beschreibung von Hochleistungsstromrichtern behandelt.
Schwerpunkte der Vorlesung:
Grundschwingungsmodell des Stromrichters
Netzgeführte Stromrichter (LCC)
Netzgeführte HGÜ
Stromrichter mit Strom- und Spannungszwischenkreis
Mehrstufige Stromrichter (Multilevel-Umrichter)
Selbstgeführte HGÜ
- Recommended literature:
- HEROLD, Gerhard: „Elektrische Energieversorgung V. Stromrichter in Drehstromnetzen", Wilburgstetten: J. Schlembach Fachverlag, 2009
JENNI Felix; WÜRST Dieter: „Steuerverfahren für Selbstgeführte Stromrichter”, Zürich: vdf Hochschulverlag AG an der ETH Zürich und B.G. Teubner Stuttgart, 1995
KHOMFOI, S.; TOLBERT, L.: „Multilevel Power Converters”. In: Power Electronics Handbook from RASHID, H.. Amsterdam: Elsevier, 2007, S. 451-482
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High Voltage Engineering [HT] -
- Lecturer:
- Dieter Braisch
- Details:
- Vorlesung, 2 cred.h, certificate, ECTS: 5, nur Fachstudium, Anmeldung StudOn, Passwort zum Beitritt in erster Vorlesung oder beim Dozenten erfragen
- Dates:
- Wed, 10:15 - 11:45, EE 0.135
Ab 22.11.2021 wechseln wir von unseren Präsenz-Lehrveranstaltungen in die Online-Lehre. Den Zugang zur Online-Veranstaltung finden Sie auf StudOn (Link siehe unten).
- Fields of study:
- WPF BPT-MA-E 1-3
- Contents:
- Die Vorlesung vermittelt einen Einblick in die physikalischen und technischen Grundlagen der Hochspannungstechnik. Darüber hinaus soll die Fähigkeit vermittelt werden, die sich aus der Spannungsbelastung der Betriebsmittel ergebende elektrische Beanspruchung der Isolierstoffe, qualitativ zu bewerten und quantitativ zu ermitteln. Hierzu werden die physikalischen Vorgänge beim Durchschlag in gasförmigen, flüssigen und festen Isolierstoffen näher betrachtet und es werden analytische und numerische Berechnungsverfahren vermittelt, mit deren Hilfe Grundlagen zur Konstruktion und Wahl der Isolierstoffe abgeleitet werden können. Abschließend werden Verfahren zur Hochspannungserzeugung und die Hochspannungsmess- und Prüftechnik vorgestellt.
- Recommended literature:
- Es wird ein Skript zur Verfügung gestellt.
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Semiconductor Power Devices -
- Lecturer:
- Tobias Erlbacher
- Details:
- Vorlesung, 2 cred.h, graded certificate, ECTS: 5
- Dates:
- Wed, 8:15 - 9:45, 0.111
- Fields of study:
- WPF BPT-MA-E 1-3
- Recommended literature:
- Fundamentals of Power Semiconductor Devices, B. J. Baliga, Springer, New York, 2008 ISBN: 978-0-387-47313-0
Halbleiter-Leistungsbauelemente, Josef Lutz, Springer, Berlin, 2006 ISBN: 978-3-540-34206-9
Leistungselektronische Bauelemente für elektrische Antriebe, Dierk Schröder, Berlin, Springer, 2006 ISBN: 978-3-540-28728-5
Physics and Technology of Semiconductor Devices, A. S. Grove, Wiley, 1967, ISBN: 978-0-471-32998-5
Power Microelectronics - Device and Process Technologies, Y.C. Liang und G.S. Samudra, World Scientific, Singapore, 2009 ISBN: 981-279-100-0
Power Semiconductors, S. Linder, EFPL Press, 2006, ISBN: 978-0-824-72569-3
V. Benda, J. Gowar, D. A. Grant, Power Semiconductor Devices, Wiley, 1999
- Keywords:
- Leistungsbauelemente Halbleiter
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Modelling of Dynamics for Control System Design [MRT] -
- Lecturer:
- Thomas Moor
- Details:
- Vorlesung, 2 cred.h, graded certificate, credit: 4/4, ECTS: 5, nur Fachstudium
- Dates:
- Thu, 16:15 - 17:45, H10
Beginn der Vorlesung: 21.10.2021. / Mehr Informationen finden Sie rechtzeitig vor Beginn des Semesters unter StudOn.
- Fields of study:
- WPF BPT-MA-E 1-3
- Prerequisites / Organisational information:
- Findet nur im Wintersemester statt
- Contents:
- Gewöhnliche Differentialgleichungen als mathematisches Modell technischer Prozesse
Zustandsraumdarstellung, Linearisierung, Übertragungsfunktionen
Regelungstechnische Modelle mechanischer Systeme
Regelungstechnische Modelle chemischer Prozesse
Numerische Verfahren zur Simulation
- Recommended literature:
- Woods, R.L., Lawrence, K.L.: Modelling and Simulation of Dynamic Systems, Prentice Hall, 1997
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Multiuser Information and Communications Theory [MICT] -
- Lecturer:
- Ralf Müller
- Details:
- Vorlesung, 3 cred.h, ECTS: 5, nur Fachstudium
- Dates:
- Mon, 10:15 - 11:45, 01.021
Thu, 12:15 - 13:45, 01.021
- Fields of study:
- WPF BPT-MA-E 1-3
- Prerequisites / Organisational information:
- Recommended: A basic course on information theory
- Contents:
- Linear vs. nonlinear multiple-access, CDMA as a canoncal framework for any multiple-access schemes, optimum multiuser detection, linear multiuser detection, interference cancellation, rate region, multiuser source coding, time sharing, multiuser channel codes, multiple-access channel (MAC), capacity region, mutual information versus minimum-mean squared error, Gaussian MAC, power region, Gaussian vector MAC, source coding with side information, degraded broadcast channel, Gaussian broadcast-MAC duality, Gaussian vector broadcast channel, dirty-paper coding, physically degraded relay channel, scalar Gaussian relay channel, Gaussian interference channel, cut-set bound, network coding, fading channels, multiuser water filling, block fading, diversity, user diversity, capacity versus outage, near-far gain, dual antenna arrays
- Recommended literature:
- El Gamal, A., Kim, Y.: Network Information Theory, Cambridge University Press, 2011
Cover, T., Thomas, J.: Elements of Information Theory, 2nd ed., Wiley, Hoboken, 2006
Verdú, S.: Multiuser Detection, Cambridge Univ. Press, Cambridge, 1998
Tse, D., Viswanath, P.: Fundamentals of Wireless Communications, Cambridge University Press, 2005.
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Power Electronics in Three-Phase AC Networks: HVDC Transmission and FACTS [PEL] -
- Lecturer:
- Christoph Hahn
- Details:
- Vorlesung, 2 cred.h, ECTS: 5, nur Fachstudium, Vorlesungstitel bisher: Leistungselektronik in Drehstromnetzen: HGÜ und FACTS
- Dates:
- Webinar online Blockveranstaltung 11.11. - 17.11.2021 (ohne Samstag und Sonntag)
from 11.11.2021 to 17.11.2021
- Fields of study:
- WPF BPT-MA-E 1-3
- Prerequisites / Organisational information:
- Vorlesung 'Grundlagen der elektrischen Energieversorgung'
- Contents:
- Einführung: Sicherheit und Nachhaltigkeit der Energieversorgung
Trends in der Gleich- und Wechselstromübertragung, EHV & UHV
Übertragungslösungen mit HGÜ und FACTS
Grundlagen der FACTS – Flexible AC Transmission Systems
Grundlagen der HGÜ – Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung
VSCs zur Übertragung und Special Grids – Grundlagen & Anwendungen
Leistungselektronik zur Verteilung und in industriellen Systemen
Effizienz der elektrischen Energieversorgung
Projekte, Studien und Anwendungen
Neue Trends bei VSCs, Antrieben, GIS/HIS, GIL, Speicherung, H2 & HTSC
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Renewable Energy Systems [RES] -
- Lecturer:
- Johann Jäger
- Details:
- Vorlesung, 2 cred.h, ECTS: 5, nur Fachstudium, Frühstudium, Anmeldung in StudOn
- Dates:
- Mon, 10:15 - 11:45, 0.151-115
Reine Online-Vorlesung, Terminplan (auch zu Semesterbeginn): https://www.ees.tf.fau.de/files/2021/10/vorlesungsplan_res_ws2021-22.pdf
- Fields of study:
- WPF BPT-MA-E 1-3
- Contents:
- Diese Vorlesung beschäftigt sich mit der Nutzung regenerativer Primärenergiequellen zur Umwandlung in mechanische und elektrische Energie.
Das physikalische Verständnis für die Primärenergieträger Wasser, Wind, Biomasse, direkte Sonnenenergie und Erdwärme und deren Umwandlungsprozesse in elektrische Energie stehen dabei im Vordergrund. Dazu werden auch die Möglichkeiten und Wege zur Erhöhung der Prozesswirkungsgrade so wie deren technischen Potentiale in der elektrischen Energieversorgung aufgezeigt. Weiterhin werden die Randbedingungen beim Betrieb von regenerativen Energiesystemen im elektrischen Energieversorgungsnetz besprochen.
- Recommended literature:
- Es wird ein Skript zur Verfügung gestellt.
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Hardware Description Language VHDL [VHDL] -
- Lecturer:
- Jürgen Frickel
- Details:
- Vorlesung mit Übung, 2 cred.h, graded certificate, ECTS: 2,5, nur Fachstudium, Kurs mit integrierter Rechnerübung, Anmeldung wegen begrenzter Platzanzahl (30) über StudON, genaue Aufteilung und Zeitplan für V/Ü wird in LV bekanntgegeben.
- Dates:
- Tue, 10:15 - 11:45, S1 LIKE, P1 LIKE
- Fields of study:
- WPF BPT-MA-E 1-3
- Contents:
- Vorlesung und betreute Rechner-Übung (V:Ü ca. 2:1) über die Syntax und die Anwendung der Hardware-Beschreibungssprache VHDL
(Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language) nach dem Sprachstandard IEEE 1076-1987 und 1076-1993.
Vorlesung:
Konzepte und Konstrukte der "Hardware"-Sprache VHDL
Beschreibung auf Verhaltensebene und RTL-Ebene (Register-Transfer-Level)
Englischsprachiges Kursmaterial, Vorlesungssprache ist aber deutsch
Übungen (Labs) mit Entwurfs-Software und FPGA-Experimentier-Board:
Lab-Betreuung in deutsch oder englisch
Verwendung professioneller Software-Tools (Xilinx Vivado)
Spezifikation, Entwurf, Simulation und Synthese mit VHDL, meist auf RTL-Ebene
Direktes Feedback mit dem FPGA Trainer Board Basys 3 (von Digilent)
Schwerpunkte der Übungen:
Korrektes Aufsetzen eines FPGA-Projektes
Konfiguration (Programmierung) eines digitalen FPGAs
Input/Output eines Boards/FPGAs: Taster, Schalter, KeyPad, LEDs, Sieben-Segment-Anzeigen, PMOD-Verbinder
Nebenläufigkeit versus Sequentieller Prozess
Getakteter Prozess: Synchroner Zähler als Zeitbasis, Finite Automaten
Up-and-Down-Light mit Hilfe von Pulsweitenmodulation und Daten-Arrays
Steuerung einer 7-Segment-Anzeige durch ein Keypad
etc. . . . .
Zielgruppe:
- Keywords:
- Hardware, Beschreibungssprache, VHDL
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Leistungselektronik im Fahrzeug und Antriebsstrang [LEE-FZLE] -
- Lecturer:
- Martin März
- Details:
- Vorlesung mit Übung, 4 cred.h, ECTS: 5, geeignet als Schlüsselqualifikation
- Dates:
- Tue, 8:15 - 11:30, Hans-Georg-Waeber-Saal
- Fields of study:
- WPF BPT-MA-E ab 1
- Contents:
- Fahrzeugspezifische Anforderungen an Elektronik im Bordnetz von Kraftfahrzeugen
Leistungselektronik in Fahrzeugen mit konventionellem Bordnetz (12/24 V)
Hybride und rein elektrische Antriebsstrangtopologien (HEV, PHEV, FCEV, BEV)
Leistungselektronik in Hybrid- und Elektrofahrzeugen (Ladegeräte, Umrichter, Gleichspannungswandler): Schaltungskonzepte, Schaltungsauslegung, Simulation
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-- Lernziele, Kompetenzen
Die Studierenden
kennen die Grundstruktur und die Eigenschaften des 12/24V Bordnetzes von Kraftfahrzeugen
kennen die fahrzeugspezifischen Anforderungen an Leistungselektronik im Bordnetz von Kraftfahrzeugen
kennen den Aufbau der in den verschiedenen Fahrzeugsteuergeräten eingesetzten Leistungselektronik und die Eigenschaften der darin verwendeten Leistungsschalter (Smart-Power)
kennen die verschiedenen Grundstrukturen (Topologien) der Antriebsstränge von Hybrid- und Elektrofahrzeugen
analysieren verschiedene Antriebsstrangtopologien bezüglich ihrer Anwendungseigenschaften
kennen die Grundschaltungen aller für die Elektrifizierung des Antriebsstrangs erforderlichen leistungselektronischen Wandler (Antriebsumrichter, Gleichspannungswandler)
kennen die wichtigsten technischen Ansätze zur Reduzierung von Bauvolumen, Verlustleistung und Kosten
kennen die Grundschaltungen, die Systemtechnik und die Sicherheitsanforderungen bei kabelgebundenen und kontaktlosen Ladeverfahren
kennen eine Methodik zur Antriebsstrangsimulation auf Fahrzeugebene
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Reliability and Failure Analysis of Integrated Circuits -
- Lecturer:
- Peter Pichler
- Details:
- Vorlesung mit Übung, 2 cred.h, graded certificate, ECTS: 4
- Dates:
- Mon, 10:15 - 11:45, 0.111
- Fields of study:
- WPF BPT-MA-E 1-3
- Contents:
- Wirtschaftlicher Erfolg beim Einsatz elektronischer Bauelemente hängt unter anderem von deren Lebensdauer ab. Zu geringe Lebensdaueren führen zu überproportionalen Garantieleistungen und Ansehensverlusten der Marke, zu hohe Lebensdauern deuten auf zu hohe Produktionskosten oder zu hohe Sicherheitsreserven hin. Neben einer Einführung in die mathematische Beschreibung von Zuverlässigeitsbetrachtungen bietet die Vorlesung eine Diskussion der relevanten Ausfallmechanismen von elektronischen Bauelementen und eine Übersicht über die Fehleranalyse an ausgefallenen Bauelementen.
- Keywords:
- Zuverlässigkeit, Fehleranalyse, Integrierte Schaltungen, Ausfallmechanismen, Messverfahren zur Qualitätssicherung
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Kombi-Crash-Kurs -
- Lecturer:
- Angela Hahn
- Details:
- Seminar, nur Fachstudium, für Auflagenstudierende und Zertifikat A
- Dates:
- single appointment on 22.10.2021, single appointment on 29.10.2021, 13:15 - 16:30, LG H3 GfK-Hörsaal (155 Plätze)
single appointment on 12.11.2021, 13:15 - 16:30, LG 0.424 (92 Plätze)
single appointment on 19.11.2021, single appointment on 26.11.2021, single appointment on 3.12.2021, 13:15 - 16:30, LG H3 GfK-Hörsaal (155 Plätze)
single appointment on 17.12.2021, 13:15 - 15:30, LG H1 (446 Plätze)
- Fields of study:
- WF BPT-MA-E 1
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Leistungselektronik [LEE-LE-V] -
- Lecturer:
- Martin März
- Details:
- Vorlesung, 2 cred.h, graded certificate, credit: 4/4, ECTS: 5, nur Fachstudium
- Dates:
- Mon, 12:15 - 13:45, H9
Bitte Informieren Sie sich im zugehörigen Studon-Kurs über den tatsächlichen Veranstaltungsort und die Informationen zur Online-Lehre
- Fields of study:
- WF BPT-MA-E 1-3
- Contents:
- Grundlagen der Topologieanalyse: Stationaritätsbedingungen, Strom-Spannungsformen, verbotene Schalthandlungen
Nicht-isolierende Gleichspannungswandler: Grundlegende Schaltungstopologien, Funktionsweise, Dimensionierung
Isolierende Gleichspannungswandler: Grundlegende Schaltungstopologien, Gleichrichterschaltungen, Transformatoren als Übertrager bzw. Energiespeicher
Leistungshalbleiter: Grundlagen des statischen und dynamischen Verhaltens von MOSFET, IGBT und Dioden; Spezifika von WBG-Leistungshalbleitern auf Basis von Siliziumcarbid (SiC) und Galliumnitrid (GaN); Kommutierungsarten; Kurzschluss, Avalanche
Passive Leistungsbauelemente: Induktive Bauelemente (weichmagnetische Kernmaterialien, nichtlineare Eigenschaften, Kernverluste, Wicklungsverluste); Kondensatoren (Technologien und deren Anwendungseigenschaften, sicherer Arbeitsbereich, Brauchbarkeitsdauer, Impedanzverhalten)
Parasitäre Elemente: Niederinduktive Aufbautechniken
Treiber- und Ansteuerschaltungen für Leistungshalbleiter: Grundschaltungen zur Ansteuerung MOS-gesteuerter Bauelemente mit und ohne galvanische Isolation, Schaltungen zur Erhöhung von Störabstand und Treiberleistung, Ladungspumpe, Schutzbeschaltungen, Strommessung, PWM-Modulatoren
Gleichrichter und Leistungsfaktorkorrektur: Phasenan-/abschnittsteuerung, Netzstromverzerrungen, aktive Leistungsfaktorkorrektur, Gleichrichterschaltungen
Wechselrichter: Netzgeführte Stromrichter, Zwei-/Dreipunktwechselrichter, Sinus-Dreieck- und RaumzeigermodulationDie Studierenden können
die Funktionsprinzipien leistungselektronischer Basistopologien mit und ohne galvanische Isolation erklären,
einfache leistungselektronische Wandler analysieren und die für ein Systemdesign relevanten elektrischen und thermischen Parameter berechnen,
die grundlegenden Eigenschaften verschiedener Schaltungslösungen erklären und diskutieren,
die Vor- und Nachteile verschiedener Bauteiltechnologien in einer leistungselektronischen Schaltung bewerten,
einfache leistungselektronische Wandler entwerfen.
- Recommended literature:
- Skript
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