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鉄系メタルコンポジットバルク鉄心材料とギャップレスリアクトル・トランスの研究開発

研究課題

研究課題/領域番号 15H02233
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電力工学・電力変換・電気機器
研究機関信州大学

研究代表者

佐藤 敏郎  信州大学, 学術研究院工学系, 教授 (50283239)

連携研究者 舟木 剛  大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20263220)
曽根原 誠  信州大学, 学術研究院工学系, 准教授 (30456496)
研究協力者 村上 泰  信州大学, 学術研究院繊維学系, 教授 (90219907)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
40,950千円 (直接経費: 31,500千円、間接経費: 9,450千円)
2017年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
2016年度: 10,270千円 (直接経費: 7,900千円、間接経費: 2,370千円)
2015年度: 23,530千円 (直接経費: 18,100千円、間接経費: 5,430千円)
キーワードパワーエレクトロニクス / SiC/GaNパワーデバイス / DC-DCコンバータ / リアクトル/トランス / 鉄心材料 / コンポジット / リアクトル・トランス / 鉄系メタルコンポジット鉄心材料
研究成果の概要

SiC/GaNパワーデバイス高周波DC-DCコンバータのボトルネック課題である高周波鉄心材料の低損失化・高耐熱化の実現を目的に、鉄系メタルコンポジットバルク鉄心の研究開発とMHzスイッチングDC-DCコンバータへの実装試験を行った。熱酸化膜付き2.6μmサイズFe系アモルファス磁性粉末/エポキシコンポジット鉄心はベンチマークであるNi-Znフェライトの1/3以下のMHz鉄損を有し、定格出力120WのGaNパワーデバイスMHzスイッチングLLC共振絶縁型DC-DCコンバータへの実装試験によって97%以上のトランス効率と鉄心の単位体積当たりの伝送電力90 W/cm3を実現できることが示された。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (42件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (29件) (うち国際学会 5件、 招待講演 5件) 図書 (1件) 備考 (1件) 産業財産権 (3件)

  • [国際共同研究] アイルランド国立大学ゴールウェイ校(アイルランド)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Novel method for making surface insulation layer on Fe-based amorphous alloy powder by surface-modification using two-step acid solution processing2018

    • 著者名/発表者名
      Kanako Sugimura, Naoki Yabu, Makoto Sonehara, Toshiro Sato
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Magnetics

      巻: 54 号: 11 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1109/tmag.2018.2834467

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication and evaluation of composite magnetic core using iron-based amorphous alloy powder with different particle-size distribution2018

    • 著者名/発表者名
      Naoki Yabu, Kanako Sugimura, Makoto Sonehara, Toshiro Sato
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Magnetics

      巻: 54 号: 11 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1109/tmag.2018.2832662

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low permeability composite magnetic core transformer with high coupling coefficient and its application to PFM controlled quasi-resonant mode flyback-type DC-DC converter2017

    • 著者名/発表者名
      K. Sato, T. Sato, M. Sonehara, H. Takeuchi
    • 雑誌名

      Journal of the Magnetics Society of Japan

      巻: 41 号: 6 ページ: 132-139

    • DOI

      10.3379/msjmag.1708R003

    • NAID

      130006192327

    • ISSN
      1882-2924, 1882-2932
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Surface-Oxidized Amorphous Alloy Powder/Epoxy-Resin Composite Bulk Magnetic Core and Its Application to Megahertz Switching LLC Resonant Converter2017

    • 著者名/発表者名
      Kanako Sugimura, Daisuke Shibamoto, Naoki Yabu, Tatsuya Yamamoto, Makoto Sonehara, Toshiro Sato, Tsutomu Mizuno, and Hideaki Mizusaki
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Magnetics

      巻: 53 号: 11 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1109/tmag.2017.2718042

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 表面酸化カルボニル鉄粉メタルコンポジット磁心トランスの試作とフライバックコンバータへの応用2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤紘介,杉村佳奈子,佐藤敏郎,曽根原誠,竹内英樹
    • 雑誌名

      日本磁気学会論文特集号

      巻: 1 号: 1 ページ: 44-52

    • DOI

      10.20819/msjtmsj.17TR110

    • NAID

      130005632319

    • ISSN
      2432-0471
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] High permeability and low loss of Ni-Zn-Fe ferrite/metal composite cores in high frequency region2017

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Mori, Takeshi Mitsuoka, Makoto Sonehara, Toshiro Sato, and Nobuhiro Matsushita
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 7 号: 5 ページ: 056657-056657

    • DOI

      10.1063/1.4976945

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Formation of high electrical-resistivity thin surface layer on carbonyl-iron powder2016

    • 著者名/発表者名
      K. Sugimura, Y. Miyajima, M. Sonehara, T. Sato, F. Hayashi, N. Zettsu, K. Teshima, H. Mizusaki
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 5 号: 5 ページ: 055932-055932

    • DOI

      10.1063/1.4944705

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] SiC/GaNパワーエレクトロニクスと高周波電力磁気応用のコラボレーション2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤敏郎
    • 学会等名
      平成30年電気学会全国大会シンポジウム「S18 パワーエレクトロニクス励磁の磁性材料の必要性とその研究状況」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] サブミクロンアモルファス微粒子合成の基礎検討2017

    • 著者名/発表者名
      菱田佳世子,杉村佳奈子,佐藤敏郎,曽根原誠
    • 学会等名
      電気学会東海支部学生発表会
    • 発表場所
      信州大学(長野市)
    • 年月日
      2017-01-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 鉄系メタルコンポジット磁心とその応用2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤敏郎
    • 学会等名
      日本ボンド磁性材料協会軟磁性材料研究会(第14回)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 異なる粉末粒度分布を持つFe系アモルファス粉末を用いたコンポジット磁心の作製と評価2017

    • 著者名/発表者名
      藪直希,杉村佳奈子,柴本大輔,稲垣悠太郎,植田大輝,曽根原誠,佐藤敏郎
    • 学会等名
      電気学会マグネティックス研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 酸溶液処理表面修飾による高抵抗被膜付Fe系アモルファス合金粉の作製と特性評価2017

    • 著者名/発表者名
      藪直希,杉村佳奈子,佐藤敏郎,曽根原誠,水嵜英明
    • 学会等名
      電気学会マグネティックス研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 酸溶液処理表面修飾によるFe系アモルファス合金粉の高抵抗被膜形成2017

    • 著者名/発表者名
      藪直希,杉村佳奈子,佐藤敏郎,曽根原誠,水嵜 英明
    • 学会等名
      第41回 日本磁気学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] サブミクロンFe-Co-B三元系アモルファス磁性微粒子の合成2017

    • 著者名/発表者名
      菱田佳世子,杉村佳奈子,佐藤敏郎,曽根原誠
    • 学会等名
      第78回 応用物理学会 秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 鉄系メタルコンポジットバルク鉄心リアクトル・トランスの開発とGaNパワーデバイスMHzスイッチングDC-DCコンバータへの応用2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤敏郎
    • 学会等名
      電気学会マグネティックス研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Surface-oxidized amorphous alloy powder/epoxy resin composite bulk magnetic core and its application to MHz band switching LLC resonant converter2017

    • 著者名/発表者名
      Kanako Sugimura, Daisuke Shibamoto, Tatsuya Yamamoto, Ryosuke Hirayama, Atsuya Ueno, Kelvin Lai Siong Ong, Naoki Yabu, Makoto Sonehara, Toshiro Sato, Tsutomu Mizuno, Hideaki Mizusaki
    • 学会等名
      IEEE International Magnetics Conference (INTERMAG2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] LLC resonant converter using magnetocated wire and iron-based metal composite core2017

    • 著者名/発表者名
      T. Yamamoto, Y. Konno, T. Dobashi, K. Sugimura, T. Sato, Y. Bu, T. Mizuno
    • 学会等名
      IEEE International Magnetics Conference (INTERMAG2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 表面酸化アモルファス合金粉/エポキシ複合材料磁心トランスの試作とMHzスイッチングLLC共振DC-DCコンバータへの適用2016

    • 著者名/発表者名
      平山涼介,杉村佳奈子,山本達也,上野敦也,水嵜英明,佐藤敏郎,曽根原誠,水野勉
    • 学会等名
      電気学会マグネティックス研究会
    • 発表場所
      九州大学(福岡市)
    • 年月日
      2016-12-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Magnetic Properties of Ni-Zn Ferrite / Metal Composite Core in MHz Range2016

    • 著者名/発表者名
      Mori Satoshi, Mitsuoka Takeshi, Sato Toshiro, Matsushita Nobuhiro
    • 学会等名
      61st Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials (2016 MMM)
    • 発表場所
      New Orleans Marriott Hotel (New Orleans, Louisiana, USA)
    • 年月日
      2016-11-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] SiC/GaN パワーデバイスMHz 帯スイッチングDC-DC コンバータの先導研究2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤敏郎
    • 学会等名
      SiCアライアンス,広報委員会・企画委員会共催研究会
    • 発表場所
      虎ノ門ヒルズFRONT 店(東京都)
    • 年月日
      2016-10-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 鉄系メタルコンポジット磁心の開発とSiC/GaN パワーデバイスMHzスイッチング電源への応用2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤敏郎
    • 学会等名
      日本ボンド磁性材料協会,第90回技術例会
    • 発表場所
      ホテルラングウッド(東京・日暮里)
    • 年月日
      2016-09-23
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 表面酸化鉄系メタルコンポジット磁心トランスの試作とフライバックコンバータへの応用2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤紘介,杉村佳奈子,佐藤敏郎,曽根原誠
    • 学会等名
      第40回日本磁気学会学術講演会
    • 発表場所
      金沢大学(金沢市)
    • 年月日
      2016-09-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 鉄系メタルコンポジット鉄心材料用アモルファス合金粉の酸化皮膜形成に関する基礎検討2016

    • 著者名/発表者名
      杉村佳奈子,平山涼介,水嵜英明,曽根原誠,佐藤敏郎
    • 学会等名
      平成28年電気学会基礎・材料・共通部門大会
    • 発表場所
      九州工業大学(北九州市)
    • 年月日
      2016-09-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] フェライトめっきを用いた高周波用途向け軟磁性材料の開発2016

    • 著者名/発表者名
      森智史,光岡健,杉村佳奈子,平山涼介,佐藤敏郎,曽根原誠,松下伸広
    • 学会等名
      電気学会マグネティックス研究会
    • 発表場所
      常盤工業会会館(宇部市)
    • 年月日
      2016-08-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 鉄系メタルコンポジット磁心トランスを用いたフライバックコンバータの試作と特性評価2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤紘介,杉村佳奈子,佐藤敏郎,曽根原誠
    • 学会等名
      電気学会マグネティックス研究会
    • 発表場所
      常盤工業会会館(宇部市)
    • 年月日
      2016-08-18
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 磁性めっき線と鉄系メタルコンポジット鉄心を用いたLLC共振形コンバータの検討2016

    • 著者名/発表者名
      山本達也,杉村佳奈子,佐藤敏郎,曽根原誠,卜穎剛,水野勉,山口豊,狩野知義
    • 学会等名
      電気学会マグネティックス/リニアドライブ合同研究会
    • 発表場所
      信州大学(長野市)
    • 年月日
      2016-06-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 鉄系メタルコンポジット磁心カップルドインダクタの試作と5 V-1 V・30 A,1MHz降圧 DC-DCコンバータへの適用2016

    • 著者名/発表者名
      柴本大輔,上野敦也,杉村佳奈子,平山涼介,佐藤紘介,佐藤敏郎,曽根原誠
    • 学会等名
      電気学会マグネティックス/リニアドライブ合同研究会
    • 発表場所
      信州大学(長野市)
    • 年月日
      2016-06-23
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 表面酸化カルボニル鉄/エポキシ複合材料磁心インダクタを用いた1 MHz降圧DC-DCコンバータの特性評価2016

    • 著者名/発表者名
      上野敦也,杉村佳奈子,柴本大輔,佐藤紘介,曽根原誠,佐藤敏郎,金沢秀一
    • 学会等名
      平成28年電気学会全国大会
    • 発表場所
      東北大学 川内北キャンパス
    • 年月日
      2016-03-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Surface-oxidized Carbonyl-iron powder/ epoxy composite bulk magnetic core and its application to a MHz switching buck dc-dc converter2016

    • 著者名/発表者名
      Kanako Sugimura, Atsuya Ueno, Daisuke Shibamoto, Kosuke Sato, Makoto Sonehara, Toshiro Sato
    • 学会等名
      13th Joint MMM-Intermag Conference
    • 発表場所
      Hilton San Diego Bayfront , San Diego, CA, USA
    • 年月日
      2016-01-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Formation of high electrical-resistivity thin surface layer on Carbonyl-iron powder (CIP) and thermal stability of nanocrystalline structure and curling magnetic structure of CIP2016

    • 著者名/発表者名
      Kanako Sugimura, Yuki Miyajima, Fumitaka Hayashi, Makoto Sonehara, Toshiro Sato, Nobuyuki Zettsu, Katsuya Teshima, Hideaki Mizusaki
    • 学会等名
      13th Joint MMM-Intermag Conference
    • 発表場所
      Hilton San Diego Bayfront , San Diego, CA, USA
    • 年月日
      2016-01-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] カルボニル鉄粉の微結晶構造とボルテックス磁気構造の熱履歴変化2015

    • 著者名/発表者名
      杉村佳奈子,佐藤敏郎,曽根原誠
    • 学会等名
      平成27年度応用物理学会北陸・信越支部学術講演会
    • 発表場所
      信州大学 工学部
    • 年月日
      2015-12-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] カルボニル鉄/エポキシコンポジット鉄心インダクタの試作とGaNパワーデバイスMHz帯スイッチングDC-DCコンバータへの適用2015

    • 著者名/発表者名
      杉村佳奈子,上野敦也,柴本大輔,平山涼介,曽根原誠,佐藤敏郎
    • 学会等名
      電気学会マグネテッィクス研究会
    • 発表場所
      富山高等専門学校
    • 年月日
      2015-11-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 鉄系金属微粒子/樹脂複合材料鉄心用高抵抗皮膜付カルボニル鉄粉の作製と特性評価2015

    • 著者名/発表者名
      杉村佳奈子,林文隆,佐藤敏郎,曽根原誠
    • 学会等名
      東北大学スピニクス特別研究会(協賛;IEEE Magnetics Society, Shin-etsu Chapter)
    • 発表場所
      信州大学 工学部
    • 年月日
      2015-11-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] カルボニル鉄/エポキシ複合材料磁心インダクタを用いた1 MHzスイッチング降圧DC-DCコンバータの特性評価2015

    • 著者名/発表者名
      上野敦也,杉村佳奈子,曽根原誠,佐藤敏郎,佐藤絋介
    • 学会等名
      電気学会基礎・材料・共通部門大会
    • 発表場所
      金沢大学 角間キャンパス
    • 年月日
      2015-09-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] カルボニル鉄/エポキシ複合材料バルクコアインダクタを用いた1 MHzスイッチング降圧DC-DCコンバータの特性評価2015

    • 著者名/発表者名
      上野敦也,杉村佳奈子,曽根原誠,佐藤敏郎,佐藤絋介
    • 学会等名
      第39回日本磁気学会学術講演会
    • 発表場所
      名古屋大学 東山キャンパス
    • 年月日
      2015-09-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 鉄系メタルコンポジット鉄心材料用カルボニル鉄粉の高抵抗皮膜形成に関する基礎検討2015

    • 著者名/発表者名
      杉村佳奈子,宮嶋優希,林文隆,曽根原誠,佐藤敏郎,是津信行,手嶋勝弥
    • 学会等名
      第39回日本磁気学会学術講演会
    • 発表場所
      名古屋大学 東山キャンパス
    • 年月日
      2015-09-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [図書] 磁気便覧(日本磁気学会編)2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤敏郎、他(分担執筆)
    • 総ページ数
      904
    • 出版者
      丸善出版
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 信州大学先端磁気デバイス研究室ホームページ

    • URL

      http://amdl.shinshu-u.ac.jp/

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      2016 実績報告書 2015 実績報告書
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    • 発明者名
      佐藤敏郎,曽根原誠,杉村佳奈子,藪直希
    • 権利者名
      信州大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-151599
    • 出願年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [産業財産権] 一軸磁気異方性バルク磁性材料及びその製造方法2017

    • 発明者名
      佐藤敏郎
    • 権利者名
      信州大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-198361
    • 出願年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [産業財産権] 磁心材料及びその製造方法2016

    • 発明者名
      曽根原誠,佐藤敏郎,村上泰,杉村佳奈子
    • 権利者名
      信州大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2016-170452
    • 出願年月日
      2016-09-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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