Development of ultra-high frequency current sensors for next-generation switching power device modules

• Project/Area Number: 26K07473
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 21010:Power engineering-related
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 梅谷 和弘 九州大学, システム情報科学研究院, 教授 (60749323)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石原 將貴 岡山大学, 環境生命自然科学学域, 助教 (10908304)
• Project Period (FY): 2026-04-01 – 2029-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2026)
• Budget Amount: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000); Fiscal Year 2028: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2027: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000); Fiscal Year 2026: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
• Keywords: パワーモジュール / 次世代パワーデバイス / 電流センサ / ロゴスキーコイル / 故障検知

Outline of Research at the Start

本研究は，次世代パワーデバイス用のパワーモジュールに搭載できる電流センサを実現するため，パワーモジュールの狭い空間に扁平なコイルを埋め込む新しいロゴスキーコイル構造を開発する。開発するロゴスキーコイルは，電流検出の広帯域化とパワーモジュールとの一体化を下記3つの戦略で実現する。戦略1:ロゴスキーコイルのコイル構造としてソレノイドコイル型を採用し，対向する電力配線間の空間内に配置する。戦略2:コイルの内部にグラウンド配線を配置しインピーダンス整合をとる。戦略3:コイル上下面に静電シールドを配置し,高周波ノイズのコイルへの重畳を防ぐ。本研究では，上記の3戦略に基づき段階的に技術開発を進める。