Программы подготовки

В рамках подготовки магистров по специальности «Силовая электроника» проводятся занятия по следующим дисциплинам:

• Основы схемотехники источников питания

  Семестр проведения
  1-й семестр

  Форма промежуточной аттестации
  Экзамен

  ---

  Цель изучения дисциплины
  Получение теоретических знаний, необходимых для разработки источников питания, преобразователей напряжения, других устройств энергетической электроники.

  Структура дисциплины
  Способы преобразования энергии. Принципы и методы регулирования тока и напряжения. Линейные стабилизаторы. Магнитные компоненты и конденсаторы в преобразователях энергии. Импульсное преобразование. Базовые схемы импульсных преобразователи. Трансформатор в импульсных преобразователях. Однотактные прямоходовые и однотактные обратноходовые преобразователи напряжения. Двухтактные и многофазные преобразователи. Мостовые и полумостовые схемы преобразователей. Способы управление ключевыми элементами. Построение цепей обратной связи. Принципы устойчивости. Методы расчета магнитных компонентов. Корректоры коэффициента мощности. Методы повышения эффективности преобразователей. Квазирезонансные и резонансные схемы преобразователей. Элементная база современных преобразователей напряжение. Подбор компонентов.

• САПР преобразовательной техники

  Семестр проведения
  1-й семестр

  Форма промежуточной аттестации
  Зачет

  ---

  Цель изучения дисциплины
  Изучение и освоение современных систем автоматизированного проектирования (САПР). Получения навыков применения САПР для проектирования и оптимизации устройств силовой электроники.

  Структура дисциплины
  Моделирование радиоэлектронных устройств. Временной и частотный анализ. Язык описания аналоговой и цифровой логики SPICE. Современные пакеты схемотехнического моделирования. Пакет моделирования LTSpice, его базовые и расширенные возможности. Оптимизация радиоэлектронных устройств в пакете LTSpice, критерии оптимизации. Библиотека компонентов, создание новых компонентов. Расчет и моделирование транзисторных преобразователей в LTSpice. Обзор современных математических пакетов. Математический язык программирования Mathlab. Бесплатный пакет прикладных программ Octave. Проведение расчетов и решение уравнений в Octave. Графические возможности Octave. Организация коллективной работы над проектом. Система контроля версий svn.

• Компонентная база силовой электроники

  Семестр проведения
  1-й семестр

  Форма промежуточной аттестации
  Зачет

  ---

  Цель изучения дисциплины
  Получение теоретических знаний об основных компонентах силовой электроники. Понимание и умение интерпретировать параметры пассивных и активных элементов, а также их влияние на характеристики транзисторных преобразовательных устройств.

  Структура дисциплины
  Основные компоненты силовой электроники. Пассивные компоненты. Резисторы, их типы, особенности и область применения. Полярные (электролитические алюминивыевые, полимерные) конденсаторы. Керамические конденсаторы, типы применяемых диэлектриков. Объемно-пористые конденсаторы. Магнитные компоненты. Типы диодов, применяемых в силовой электронике. Быстродействующие диоды. Диоды Шоттки. Статические и динамические параметры диодов. Основные типы полевых транзисторов. Биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT). Компоненты силовой электроники на основе широкозонных полупроводниковых материалов. Расчет статических и динамических потерь в преобразовательных устройствах.

• Проектирование источников питания

  Семестр проведения
  2-й семестр

  Форма промежуточной аттестации
  Зачет и экзамен

  ---

  Цель изучения дисциплины
  Приобретение таких практических навыков моделирования, проектирования схемы и печатной платы, изготовления печатной платы и магнитных компонентов, сборка и испытание макета.

  Структура дисциплины
  Моделирование схем источников питания. САПР для проектирования схем и печатных плат и работа в них. Безопасность. Способы изготовления печатных плат. Технология изготовления магнитных компонентов. Практика пайки и работа с измерительными приборами.

• Магнитные материалы и компоненты

  Семестр проведения
  2-й семестр

  Форма промежуточной аттестации
  Зачет

  ---

  Цель изучения дисциплины
  Получение теоретических знаний об основах магнитодинамики и свойствах магнитного поля. Изучение практических аспектов анализа и проектирования высокочастотных магнитных компонентов (трансформаторов, дросселей).

  Структура дисциплины
  Магнитное поле и его свойства. Энергия магнитного поля. Конфигурация магнитного поля в средах с высокой магнитной проницаемостью. Ферромагнетики и их поведение в магнитном поле. Влияние переменного магнитного поля на распределение токов в проводниках. Скин-эффект, эффект близости. Магнитные материалы силовой электроники, их частотные свойства и потери. Дроссели, их параметры, проектирование и оптимизация. Трансформаторы преобразовательных устройств, их виды и методы проектирования. Способы улучшения параметров магнитных компонентов.

• Электромагнитная совместимость

  Семестр проведения
  2-й семестр

  Форма промежуточной аттестации
  Зачет

  ---

  Цель изучения дисциплины
  Получение теоретических знаний о проблеме электромагнитной совместимости ЭМС в преобразовательных устройствах, а также изучение способов уменьшения и нормирования помех.

  Структура дисциплины
  Общие вопросы электромагнитной совместимости: основные понятия и определения, стандартизация, виды электромагнитных помех и их допустимые нормы. Основные проблемы обеспечения электромагнитной совместимости импульсных источников вторичного питания и общие методы их решения. Электромагнитные аномалии в сетях электроснабжения и способы их ослабления. Компоненты и устройства для подавления импульсных и высокочастотных помех на входе источников питания. Электромагнитные процессы в преобразователях, приводящие к возникновению помех в источнике питания и на его выходе. Структурные, схемотехнические и конструктивно-технологические рекомендации по уменьшению уровня помех. Сравнительный анализ основных структур преобразователей в части электромагнитной совместимости. Рекомендации по проектированию преобразователей с улучшенными показателями электромагнитной совместимости.

• Математические методы анализа преобразовательной техники

  Семестр проведения
  2-й семестр

  Форма промежуточной аттестации
  Зачет

  ---

  Цель изучения дисциплины
  Получение теоретических знаний о методах исследования, анализа и оптимизации параметров преобразовательных устройств. Получение практических навыков исследования основных видов транзисторных преобразователей.

  Структура дисциплины
  Структура дисциплины. Использование преобразования Лапласа для анализа линейных схем. Положение особых точек на комплексной плоскости и влияние на переходные процессы. Методы оценки свойств передаточных функций. Анализ систем с обратными связями. Диаграммы Боде и их интерпретация. Анализ и расчет основных параметров транзисторных преобразователей. Аппроксимация передаточных функций транзисторных преобразователей. Применение критериев устойчивости. Режимы управления преобразователями и их влияние на передаточную функцию силовой части. Влияние высокочастотных процессов на передаточную функцию. Анализ понижающего преобразователя. Прямоходовый преобразователь и его связь с понижающим преобразователем. Повышающий и обратноходовый преобразователь.

• Теория автоматического управления

  Семестр проведения
  2-й семестр

  Форма промежуточной аттестации
  Экзамен

  ---

  Цель изучения дисциплины
  Получение теоретических знаний, изучение практических правил создания и оптимизации регуляторов физических величин.

  Структура дисциплины
  История предмета и области применения теории автоматического управления. Пример простого механического регулятора Ползунова-Уатта. Структура САУ. Принципы управления (регулирования). Управление по возмущению и замкнутое управление. Комбинированное управление. Виды САУ по задачам управления. Классификация САУ. Математические модели САУ. Линеаризация объекта управления. Исследование линейных систем с помощью преобразования Лапласа. Типовые входные воздействия САУ. Типовые звенья САУ и их характеристики. Трансформация структурных схем к типовому виду САУ. Многомерные САУ. Методы исследования устойчивости, понятие запаса устойчивости. Точность САУ. Методы синтеза САУ. Нелинейные САУ, методы их анализа и синтеза.

• Основы конструкторско-технологического проектирования электронной аппаратуры

  Семестр проведения
  3-й семестр

  Форма промежуточной аттестации
  Экзамен

  ---

  Цель изучения дисциплины
  Получение теоретических знаний, необходимых для выбора конструкции, проектирования и оптимизации современных радиоэлектронных приборов и модулей, а также навыков работы с конструкторской документацией.

  Структура дисциплины
  Организация проектирования электронной аппаратуры. Техническая документация. Уровни разукрупнения ЭС, элементная и конструктивная база. Условия эксплуатации и их влияние на конструкцию электронной аппаратуры. Проектирование несущих конструкций. Проектирование печатного монтажа. Конструирование элементов, узлов и устройств электронной аппаратуры. Обеспечение надёжной работы конструкции электронной аппаратуры. Методы защиты РЭС от воздействия климатических факторов окружающей среды. Защита конструкции от механических воздействий. Защита аппаратуры от воздействия помех. Воздействие ионизирующих излучений на РЭС, защита от излучений. Электрические соединения в электронной аппаратуре. Этапы проектирования конструкций РЭС при использовании систем автоматизированного проектирования. Виды испытаний РЭС. Художественное оформление конструкции ЭС. Оценка качества конструкции. Эргономические требования к радиоэлектронным системам.

• Технологии разработки и производства радиоэлектронных устройств

  Семестр проведения
  3-й семестр

  Форма промежуточной аттестации
  Экзамен

  ---

  Цель изучения дисциплины
  Получение практических знаний и навыков проектирования радиоэлектронных устройств в условиях современного производства.

  Структура дисциплины
  Выбор типов комплектующих изделий. Компоновка электронного блока. Конструирование печатных узлов. Виды печатных плат. Материалы для печатных плат. Классы точности печатных плат. Исходные данные для конструирования печатных плат. Компоновка печатных плат. Трассировка электрической схемы. Выбор и расчёт радиаторов для охлаждения компонентов. Расчёт параметров теплового режима блока. Расчёт термокамеры. Проектирование системы виброизоляции электронного блока. Расчёт магнитостатического экрана. Рассчёт электромагнитных экранов в дальней зоне излучения. Расчёт надёжности блока электронных устройств по постепенным отказам. Разработка инструкции по эксплуатации устройства. Оформление комплекта конструкторской документации.

• Автоматизированные системы научных исследований

  Семестр проведения
  3-й семестр

  Форма промежуточной аттестации
  Экзамен

  ---

  Цель изучения дисциплины
  Изучение принципов постановки физического эксперимента, обработки и интерпретации его результатов, а также принципов построения, аппаратных и программных решений автоматизированных систем научных исследований (АСНИ).

  Структура дисциплины
  Основы автоматизации научных исследований. Структура и элементная база автоматизированных систем научных исследований (АСНИ). Платформы АСНИ. Модульная структура. Элементная база АСНИ. Создание АСНИ на основе платформ с модульной структурой. Использование среды разработки и платформы LabView.

• Архитектура и программирование микроконтроллеров

  Семестр проведения
  3-й семестр

  Форма промежуточной аттестации
  Экзамен

  ---

  Цель изучения дисциплины
  Получение теоретических знаний об устройстве современных микроконтроллеров, практических навыков их программирования и проектирования устройств автоматизации на их основе.

  Структура дисциплины
  Архитектура микроконтроллеров AVR. Инструментарий разработки, средства отладки, приёмы программирования. Типичные применения микроконтроллеров с архитектурой AVR. Архитектура микроконтроллеров ARM Cortex M. Инструментарий разработки, средства отладки, приёмы программирования. Типичные применения микроконтроллеров с архитектурой ARM Cortex M. Операционные системы для использования на микроконтроллерах. Отличия от настольных ОС, особенности программирования встраиваемых ОС.

• Инновационный менеджмент в НИР

  Семестр проведения
  3-й семестр

  Форма промежуточной аттестации
  Экзамен

  ---

  Цель изучения дисциплины
  Получение теоретических знаний, необходимых для выполнения и организации научно-исследовательских работ.

  Структура дисциплины
  История развития менеджмента. Метрология, стандартизация и сертификация. СМК. Сравнение сетевых графиков и графиков Гантта как инструментов планирования НИР. Обзор современных программных средств план-фактного анализа НИР. Групповая работа над проектами. Системы контроля версионности продуктов НИР. Количественная оценка эффективности менеджмента. Методы оперативного планирования деятельности и нормирования в НИР. Методы анализа экономической эффективности НИР и способы ее повышения.

Подготовительные курсы

Для того, чтобы получить дополнительные знания в электронике и схемотехнике, а также подготовиться к поступлению в магистратуру на базовую кафедру силовой электроники, для бакалавров 3-4 курса на базе НПО организованы подготовительные курсы.