1997 Fiscal Year Annual Research Report

半導体電力変換器の高周波障害発生機構とその抑制に関する研究

Research Project

Project/Area Number	07650340
Research Institution	TOKYO METROPOLITAN UNIVERSITY
Principal Investigator	清水敏久東京都立大学, 工学研究科, 助教授 (30254155)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	大里正人東京都立大学, 工学研究科, 助手 (30209233) 土屋淳一東京都立大学, 工学研究科, 助手 (70155406) 木村軍司東京都立大学, 工学研究科, 教授 (10087215)
Keywords	高周波漏洩電流 / 電磁波障害 / インバータ / EMI
Research Abstract	本研究では、高周波漏洩電流や輻射ノイズの発生に影響する回路構成要素の抽出、高周波雑音の発生機構を定量的な解析、および高周波雑音の抑制方法について検討した。 1.高周波漏洩電流の誘発要素の抽出と漏洩電流の抑制法に関する研究 (1)電力用半導体デバイスの浮遊静電容量に起因する高周波漏洩電流の発生機構の解明と、その抑制法の考案:電力変換回路に使用される電力用半導体デバイス(パワーモジュール)の半導体素子と冷却体の間に生じる浮遊静電容量に起因した漏洩電流を定量的に明らかにした。さらに、この漏洩電流を効果的に抑制する方法を提案した。 (2)電力用蓄電池の浮遊静電容量に起因する高周波漏洩電流の発生機構の解明と、抑制方法の考案:無停電電源装置などの交流電源装置ではその直流回路部分に蓄電池が接続される。蓄電池端子と匡体外壁との間には比較的大きな浮遊静電容量が存在することを明らかにした。また、これを考慮した蓄電池モデルを提案し、蓄電池を経由して流れる高周波漏洩電流のメカニズムを定量的に解析した。さらに、この漏洩電流の抑制手法を提案した。 (3)高周波漏洩電流に関係する電力変換回路要素に関する研究:高周波漏洩電流に関係する主回路要素を抽出し、その特性について検討を行った。 2.高周波漏洩電流の抑制方式に関する研究 (1)中性点電位変動抑制回路方式に基づく高周波漏洩電流抑制方法に関する研究:交流三相出力のインバータ回路やコンバータ回路において、主回路と並列に挿入し、交流中性点の電位変動を抑制する方式を考案した。また、最適な回路条件を算出し、その妥当性を検証した。 (2)電力用半導体デバイスのソフトスイッチングと直流コモンモードトランスを用いた高周波漏洩電流の抑制方式の考案:ソフトスイッチング方式とコモンモード変圧器を用いた高周波漏洩電流抑制方式を考案した。本方式の有効性を確認し、最適な回路定数の検討を行った。 3.高周波輻射ノイズの発生機構の解明と、その抑制方法の考案輻射ノイズの発生源を含めて輻射ノイズを簡便かつ定量的に解析する方法を提案した。輻射ノイズの原因となる高周波電流成分を分析し、等価回路を導出した。また、スイッチング波形を改善して、輻射ノイズを低減する方法を提案し、その効果を立証した。

Research Products

(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] Toshihisa Shimizu: "Anakysis and Suppression of High-Frequency Leakage Current Attribute to the Parasitic Capacitor of a Transistor Modules." Scripta Thecnica,Inc(John Wiley & Sons),Electrical Engineering in Japan. Vol.119,No.2. 60-71 (1997)
[Publications] 五十嵐征輝: "電力変換装置から放射される電磁ノイズの解析と低減方法" 電気学会論文誌D分冊. (掲載決定). (1997)
[Publications] 胡俊波: "高周波漏洩電流抑制回路の回路パラメータの検討" 平成9年電気学会全国大会講演論文集. Vol.4. 4-128 (1997)
[Publications] 胡俊波: "蓄電池の浮遊静電容量に起因する高周波漏洩電流とその抑制法" 電気学会半導体電力変換研究会資料. SPC-98-44. 69-74 (1998)
[Publications] 五十嵐征輝: "電力変換装置から放射される電磁ノイズの解析と低減方法" 電気学会変動体電力変換研究会資料. SPC-97-72. 19-24 (1997)
[Publications] 西村欣剛: "ソフトスイッチング回路と三巻線トランスを用いたコモンモード電流抑制方式" 平成10年電気学会全国大会講演論文集. (発表予定). (1998)

1997 Fiscal Year Annual Research Report

半導体電力変換器の高周波障害発生機構とその抑制に関する研究

Principal Investigator

清水 敏久 東京都立大学, 工学研究科, 助教授 (30254155)

Research Products

[Publications] Toshihisa Shimizu: "Anakysis and Suppression of High-Frequency Leakage Current Attribute to the Parasitic Capacitor of a Transistor Modules." Scripta Thecnica,Inc(John Wiley & Sons),Electrical Engineering in Japan. Vol.119,No.2. 60-71 (1997)

[Publications] 五十嵐 征輝: "電力変換装置から放射される電磁ノイズの解析と低減方法" 電気学会論文誌D分冊. (掲載決定). (1997)

[Publications] 胡 俊波: "高周波漏洩電流抑制回路の回路パラメータの検討" 平成9年電気学会全国大会講演論文集. Vol.4. 4-128 (1997)

[Publications] 胡 俊波: "蓄電池の浮遊静電容量に起因する高周波漏洩電流とその抑制法" 電気学会半導体電力変換研究会資料. SPC-98-44. 69-74 (1998)

[Publications] 五十嵐 征輝: "電力変換装置から放射される電磁ノイズの解析と低減方法" 電気学会変動体電力変換研究会資料. SPC-97-72. 19-24 (1997)

[Publications] 西村 欣剛: "ソフトスイッチング回路と三巻線トランスを用いたコモンモード電流抑制方式" 平成10年電気学会全国大会講演論文集. (発表予定). (1998)

清水敏久東京都立大学, 工学研究科, 助教授 (30254155)

[Publications] 五十嵐征輝: "電力変換装置から放射される電磁ノイズの解析と低減方法" 電気学会論文誌D分冊. (掲載決定). (1997)

[Publications] 胡俊波: "高周波漏洩電流抑制回路の回路パラメータの検討" 平成9年電気学会全国大会講演論文集. Vol.4. 4-128 (1997)

[Publications] 胡俊波: "蓄電池の浮遊静電容量に起因する高周波漏洩電流とその抑制法" 電気学会半導体電力変換研究会資料. SPC-98-44. 69-74 (1998)

[Publications] 五十嵐征輝: "電力変換装置から放射される電磁ノイズの解析と低減方法" 電気学会変動体電力変換研究会資料. SPC-97-72. 19-24 (1997)

[Publications] 西村欣剛: "ソフトスイッチング回路と三巻線トランスを用いたコモンモード電流抑制方式" 平成10年電気学会全国大会講演論文集. (発表予定). (1998)