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Theory Development and Demonstration of Fully Automated Digital Gate Driver System for EMI Control of Power Converters

Research Project

Project/Area Number 21K18711
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 21:Electrical and electronic engineering and related fields
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

Takamiya Makoto  東京大学, 生産技術研究所, 教授 (20419261)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 畑 勝裕  東京大学, 生産技術研究所, 助教 (70837294)
Project Period (FY) 2021-07-09 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Keywords電力変換器 / 電磁妨害 / パワーデバイス / ゲート駆動 / スイッチング損失 / EMI / 最適化 / 機械学習
Outline of Research at the Start

本研究では、デジタルゲート駆動ICがソフトウエアで任意の最適化目標を設定可能である点に着目し、EMI規格合格とスイッチング損失最小化を同時に実現する世界初の「全自動EMI規格対応デジタルゲート駆動システム」に必要なデジタルゲート駆動ICの最適駆動パラメータ決定法に関する理論の構築と実機による実証を行う。電力変換器の負荷電流や温度などの動作条件と最適駆動パラメータの関係を記述するモデルを実測と機械学習を用いて作成することにより、動作条件の変動にロバストな「全自動EMI規格対応デジタルゲート駆動システム」の実現を目指す。

Outline of Final Research Achievements

Electro Magnetic Interference (EMI) has long been a serious issue in the development of power converters.
To solve the problem, we have developed a fully automatic EMI-compliant digital gate driver system that simultaneously meets EMI standards and minimizes switching losses by using a digital gate drive IC that enables software control of the gate drive current of power devices during the turn-on/turn-off period of the power devices.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

電力変換器の開発において、電磁妨害(Electro Magnetic Interference: EMI)は長年の深刻な課題である。
そこで、EMI問題を誰でも簡単・迅速・低コストに解決できる手法を確立することを目指して「全自動EMI規格対応デジタルゲート駆動システム」を実現した。本研究成果により、電力変換器におけるEMI問題を簡単・迅速・低コストに解決するだけでなく、電力変換器の損失を低減することができる。

Report

(3 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (1 results)

All 2023

All Presentation (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Presentation] Digital Gate ICs for Driving and Sensing Power Devices to Achieve Low-Loss, Low-Noise, and Highly Reliable Power Electronic Systems2023

    • Author(s)
      D. Zhang, K. Horii, K. Hata, and M. Takamiya
    • Organizer
      IEEE Custom Integrated Circuits Conference (CICC), San Antonio, USA, pp. 1-7, April 2023.
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2021-07-13   Modified: 2024-01-30  

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