2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of high performance integrated magnetic device with improved heat dissipation and its mounting technology
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16K18059
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
今岡 淳 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (60772019)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 結合インダクタ / 放熱性能 / 磁性材料 / 構造設計 / 信頼性設計 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は車載用をはじめとするモータ駆動用電力変換システム内のDC/DCコンバータを高電力密度化・高効率化を図ることである。その方法としては、多相並列化させたコンバータ内において、複数必要となる磁気デバイス(インダクタ・トランス)の小型軽量化に有効な ＂統合磁気デバイス＂ を実装まで含めて高性能化させることである。具体的な課題は以下のように分類される。
(1) 実用性を考慮して信頼性を向上させる磁気設計手法の確立（平成28年度）
(2) 放熱性能が高い統合磁気デバイスの材料モデリング・構造の開発（平成29年度）
(3) 特殊形状のインダクタの三次元回路実装を含めた実証的評価（平成29年度-30年度）
平成30年度では項目(2)と項目(3)に関する基礎的な検討を実施した。まず、項目(3)では特殊形状で成型自由度が高いダストコアを使用することを念頭に置いて材料モデリングを実施した。特にダストコア（金属粉末を加圧形成させて作成されるコア）は、ギャップ付き透磁率材料のコア（リボン形状のコアやフェライト）と比較して、外部磁界によって非線形に非透磁率が変化する特性を有するが、このモデリング手法を確立し、それをベースとしたシミュレーション手法・数式による磁気設計手法の一般化に成功した。また、鉄損・銅損を低減（発熱源を低減させること寄与）させることを目的に異なる磁性材料を用いた「マルチマテリアルのダストコアを用いた磁気設計手法」も確立した。
多相並列化させたコンバータ内で使用する統合磁気デバイスに関しては、自己インダクタンスのみではなく漏れインダクタンスや相互インダクタンスの両方を取り扱う必要性があるが、これらの計測方法やモデリング手法・磁気設計手法についても確立し、実証評価をした。今後はこれらをベースとして更に議論を発展させていく予定である。
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