10/28 徹底解説！パワーエレクトロニクスの基礎と インバータ・コンバータおよび次世代パワーデバイスの応用

筑波大学 数理物質系 准教授　磯部 高範　氏

　自動車の電動化が進む中、主機モータ駆動、車載充電器、急速充電器などxEVにおいてあらゆる電力の変換に用いられているパワーエレクトロニクス技術が注目されています。またAIの普及にともないデータセンターの電力需要の増加が見込まれ、高効率・高密度な電源の実現のための技術としてもパワーエレクトロニクスは今後重要です。一方、要素技術としてSiCやGaNデバイスが実用化されてきていますが、いまだ普及は限定的です。

　本講座では、すでにこれらの分野での事業を行っている企業の技術企画の担当者や、これから参入を目指している企業の技術者向けに、パワーエレクトロニクスによって何ができるのか、何がキーテクノロジーなのか幅広く紹介し、この分野の全体を俯瞰できる知識を提供します。またすでにパワーエレクトロニクス分野で開発に携わっている技術者に対しても、最新のパワーデバイスであるSiCやGaNの特性、性能を発揮するための設計、応用事例など、現在研究・開発レベルにある技術に関する内容を織り交ぜ、次世代パワーデバイスの適用のポイントなどを解説し、今後の開発の方向性議論に役立つ情報を提供します。

＜得られる知識・技術＞
　パワーエレクトロニクスの基礎、電力変換器の回路方式、制御、設計、次世代パワーデバイスの使い方、応用事例

＜プログラム＞
１．電力変換の基礎
　1.1 パワーエレクトロニクスとは？　―スイッチングによる電力変換―
　1.2 パワー半導体デバイスの基礎
　　　（ダイオード，MOSFET，IGBT）
　1.3 スイッチングによる電力変換の基本回路
　　　（電圧形変換回路・PWM・デッドタイム）
　1.4 ゲートドライブ回路

２．DC-AC変換回路（インバータ）
　2.1 ハーフブリッジインバータ
　2.2 フルブリッジインバータ
　2.3 三相インバータ・マルチレベルインバータ

３．インバータの制御
　3.1 フィードバック制御
　3.2 系統連系向けのインバータ・コンバータの制御
　3.3 モータの原理
　3.4 モータ駆動向けのインバータの制御

４．DC-DC変換回路と整流回路
　4.1 非絶縁DCチョッパ
　　　（昇圧・降圧）
　4.2 絶縁DC-DCコンバータ
　　　（フライバックコンバータ・フォワードコンバータ・DABコンバータ）
　4.3 PFC（正弦波）コンバータ

５．次世代パワーデバイス応用の最前線　SiCとGaN
　5.1 パワーデバイスのスイッチング損失と変換器の設計
　5.1 SiC-MOSFETの特徴・使い方，応用事例
　5.2 GaNパワーデバイスの種類と特徴，研究開発事例 

６．まとめ

　　□質疑応答□

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