2022 Fiscal Year Annual Research Report
高速スイッチングと低サージを実現可能な階調制御型アクティブゲート駆動回路
| Project/Area Number |
21K14151
|
|---|
| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
|---|
Principal Investigator |
山口 大輝 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 研究員 (10870230)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2023-03-31
|
| Keywords | ゲート駆動回路 / SiC MOSFET / 電力変換器 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，新世代のパワー半導体デバイスであるSiC MOSFETの性能を引き出すために新しい過電圧およびノイズ対策技術の実現を目指している。具体的には，ゲート駆動回路の回路構成を工夫することにより，専用ICを用いることなく入手性の良い汎用素子のみでアクティブゲート制御を達成するための技術に関する研究である。本年度は，昨年度に実施した予備実験で明らかになった問題点を反映し，改良版のアクティブゲート駆動回路を開発した。さらに，開発したゲート駆動回路を用いて実験を行い，以下の成果を得た。
(1) 昨年度に実施した実験回路は，50 V/ns程度でSiC MOSFETを高速スイッチングする場合，コモンモードノイズによってゲート制御信号に誤トリガーが生じ，アクティブゲート駆動回路が誤動作してしまう問題があった。そこで，プリント基板の回路レイアウトを見直してノイズの影響を受けにくい回路パターンを構成したり，ノイズ耐量の大きな電子部品を採用したりすることにより，高速スイッチング時でも安定したアクティブゲート制御を実現可能なゲート駆動回路を構築した。
(2) ハーフブリッジインバータにアクティブゲート駆動回路を適用し，アクティブゲート制御のパターンを変化させながらスイッチング試験を行った。そのうえで，アクティブゲート制御を達成するための制御パターンを検討し，従来のアクティブゲート制御と比べより単純な制御パターンで高速スイッチング時のサージ電圧を低減できることを明らかにした。その結果，提案するアクティブゲート駆動回路は，回路構成だけでなく制御方式も単純化できることを実験により実証した。
|
